La base naval fue atacada por 353 aeronaves japonesas que incluían cazas de combate, bombarderos y torpederos que despegaron de seis portaaviones. Resultaron dañados los ocho acorazados estadounidenses estacionados en el puerto, y cuatro de ellos se hundieron. De estos ocho, dos fueron reflotados y cuatro reparados, por lo que seis pudieron volver a entrar en servicio más tarde, durante la guerra. El ataque japonés también hundió o dañó tres cruceros, tres destructores, un buque escuela y un minador. Los norteamericanos perdieron 188 aeronaves, murieron 2402 estadounidenses y 1282 quedaron heridos de diversa consideración. Sin embargo, los japoneses no atacaron la central eléctrica, el astillero, las instalaciones de mantenimiento, los depósitos de combustible y torpedos, los muelles de submarinos y el edificio del cuartel general y de la sección de inteligencia. Los japoneses perdieron 29 aeronaves y cinco minisubmarinos, además de sufrir 65 bajas militares entre muertos y heridos. Asimismo, un marino japonés fue capturado vivo.
El ataque conmocionó profundamente al pueblo estadounidense y llevó directamente a la entrada de los Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial, tanto en los teatros de guerra de Europa como del Pacífico. Al día siguiente del ataque, 8 de diciembre, los Estados Unidos le declararon la guerra al Imperio del Japón. El apoyo interno en Norteamérica a la no intervención en el conflicto mundial, que había sido fuerte, desapareció, mientras que la asistencia clandestina al Reino Unido fue remplazada por una alianza plena. Las operaciones posteriores de la nación americana llevaron a que le declararan la guerra la Alemania nazi y la Italia fascista el 11 de diciembre, lo que fue correspondido por los Estados Unidos al día siguiente.
Hay numerosos precedentes históricos de ataques militares sin previa declaración de guerra por parte de Japón. Sin embargo, la inexistencia de una declaración formal por parte nipona mientras se llevaban a cabo negociaciones que parecían prosperar llevó al presidente estadounidense Franklin D. Roosevelt a calificar al 7 de diciembre de 1941 como «una fecha que vivirá en la infamia».