早在20年前，1921年，英國《每日電訊報》海軍記者赫克特·拜沃特在美國出版了《太平洋海上霸權》一書。4年之後，該書的核心內容被改編為小說，更名「偉大的太平洋戰爭」。書中描寫一支日本艦隊偷襲了駐紮在珍珠港的美國亞洲艦隊，同時襲擊了關島和菲律賓群島，書中甚至詳細敘述了日軍在呂宋島林加延灣、拉蒙灣實施登陸的具體情況——這與20年後的事實驚人地類似。東京海軍軍令部把這本書翻譯成日文，發給每一位海軍高級軍官，並把該書列為海軍大學的必修課程，可見對該書的重視。不過，從軍令部後來堅決反對偷襲珍珠港計畫的實際狀況來看，這些重視充其量不過是葉公好龍而已。
該書出版時，山本恰在美國哈佛大學學習，沒有人知道山本有沒有看到這本書。以山本的勤奮，沒看到這本書的概率不到1%。
1925年9月，紐約時報書刊評論雜誌社在首頁以「假如太平洋發生戰爭」為標題，專門評論了這本書，此時的山本正好在日本駐美使館任海軍副武官。對於每天僅睡三四個小時，閱讀數10種報刊，孜孜不倦地鑽研海軍戰略戰術，英語水平頗高的山本來說，沒看到這些評論好像不太可能。在出任聯合艦隊司令官之後，山本還把該書以及評論，列為艦隊每一位海軍軍官的必讀科目。
以上不過是紙上談兵。1932年2月，美國海軍在太平洋進行了一次以日本為假想敵的軍事演習，演習總指揮是哈里·亞納爾海軍上將。他率領一支多達200艘艦艇的龐大特混艦隊，以「薩拉托加」號和「列剋星敦」號航空母艦為核心，在4艘驅逐艦的護航下，從美國西海岸出發，長途奔襲美國在太平洋最大的海軍基地珍珠港，藉以檢驗基地的防禦能力。按以往傳統，司令官應將其指揮位置設在戰列艦上。但亞納爾是一位有空戰頭腦的海軍將領，他登上了航空母艦「薩拉托加」號。
在距離夏威夷還有二十四小時航程時，天空恰好烏雲低垂，亞納爾艦隊神不知鬼不覺地逼近珍珠港。1932年2月7日，那天正好也是星期天——看來，高手的選擇也會驚人地相似。當亞納爾艦隊到達瓦胡島東北180公裏海域時，離日出還有半個小時，152架艦載機一架接一架地從顛簸的航空母艦上起飛，在空中編隊後鋪天蓋地直撲珍珠港。面對大規模突如其來的「空襲」，毫無準備的珍珠港遭到了毀滅性打擊，瞬間陷入癱瘓。其間，空襲的飛機沒有遭遇任何抵抗。在最後的訓練總結中，亞納爾這樣寫道：「進攻者不費吹灰之力，很快就完全掌握了制空權。」
比美國人還要重視這次演習的是日本人。得知美軍將要舉行「襲擊珍珠港」的演習之後，日本海軍派出了以油輪為幌子的「襟裳」號特務艦，以「去美國西海岸購買石油」為虛名，行實地偵察之實。這艘特務艦上有兩個不同尋常的人物：深町讓少佐，軍令部電子通信諜報專家，在艦上的公開職務是通信長；小川貫璽少佐，軍令部中赫赫有名的「美國通」，9年後日本偷襲珍珠港圖上演習的「美軍」總指揮官。艦上還安裝了一套當時最先進的無線電監聽裝置，負責監聽演習中的來往信息。
日本還指示潛伏在瓦胡島上的間諜傾巢出動，全力搜集美軍此次演習的情報。就在美機「偷襲」珍珠港的那一瞬間，這些間諜已潛伏在各個有利地點進行實時觀察：海港周圍的密林中，到處閃現著他們的身影，連海面蕩漾的舢板上都有他們的「垂釣者」。日本收集到的情報，竟然成了後來山本制訂偷襲珍珠港計畫的重要依據。日軍偷襲珍珠港大獲全勝之後，當年一些駕機參加過演習的美國飛行員在讀到詳細報道時驚呼：「這一步一步，完全跟我們9年前的演習是一模一樣的呀！」
不過，有兩個問題老酒一直存疑。其一，是多達200艘艦船的編隊，為什麼只有2艘航母和4艘驅逐艦，其餘那194艘艦隻是什麼類型的，都是小炮艇嗎？其二，是連珍珠港美國艦隊都不知道的消息，日軍又是怎麼輕易得到的呢？
如果說一本書和一次演習還不足以喚起山本的思路，1940年11月，發生在地中海的塔蘭托戰役再次給了山本極大啟發。為了與義大利海軍爭奪地中海的制海權，消除義大利艦隊對英國地中海護航運輸船隊的威脅，在兵力處於絕對劣勢的情況下，英國皇家海軍安德魯·布朗·坎寧安上將採取了積極措施，他採納了地中海航母部隊司令利斯特少將提出來的建議，精心組織實施了奇襲塔蘭托戰役。從航空母艦「光輝」號上起飛的21架「劍魚式」艦載機，僅僅用了兩個攻擊波，就成功擊沉義大利戰列艦1艘，重創2艘，遭到沉重打擊的義大利地中海艦隊迅速撤離塔蘭托北，移至威尼斯。英軍以損失2架飛機、花費11條魚雷和46顆炸彈的代價，以劣勢兵力輕鬆取得了地中海的制海權。
作為世界第三大海軍艦隊的司令長官，山本不可能對如此具有歷史性意義的海戰無動於衷。塔蘭托戰役發生前的一個月，日本已經與德國、義大利簽署了《三國同盟》。山本立即指示日本駐義大利和英國使館的海軍武官，全力搜集塔蘭托戰役的相關情報，特別是英軍使用的淺水魚雷資料。儘管太平洋和地中海遠隔萬里，但塔蘭托和珍珠港有一點是相同的，兩處的水深都是只有10多米，常規魚雷在這種狀態下根本無法使用。
從後來的事實我們知道，美國人同樣關注過塔蘭托戰役，但得出的結論與日本人相反。美國人認為，以日本人的技術水平，根本無法解決魚雷淺水攻擊的問題。日本人卻認為自己一定能夠解決，日本人說到，也做到了。
我們在敘述一個人厲害時，不一定非要刻意貶低他的對手，要不也無法顯現這人的光輝形象。日本對塔蘭托戰役細節的過分關注，同樣被人覺察。一名代號叫「三輪車」的南斯拉夫雙重間諜杜斯科·波波夫告訴英國人，日本人對英國襲擊塔蘭托的細節表現出令人難以置信的興趣。波波夫提出，德國駐東京海軍武官也訪問過塔蘭托，他本人也曾奉命前往美國訪問珍珠港，且攜帶了一份關於太平洋艦隊基地需要弄清楚的情報清單。1941年8月中旬，波波夫前往紐約，當面向聯邦調查局交代了他受命訪問珍珠港的目的。但他在前往邁阿密途中發生的桃色事件，使挑剔的聯邦調查局局長埃德加·胡佛認為，他不過是個浪蕩公子而已，甚至恥於賜見。局長都這樣，下邊的人肯定也就馬馬虎虎。聯邦調查局認為這「看起來更像是一個圈套」，波波夫的情報就這樣被埋沒了。
山本安排詳細收集塔蘭托戰役的詳細資料，只為自己早有的一個想法。就在他接任司令長官不久，1940年3月，聯合艦隊內部進行了一次軍事演習。演習內容是由第一航空戰隊司令官小澤治三郎海軍少將率領「赤城」號、「龍驤」號航空母艦以及陸基攻擊機，去進攻由山本親自率領的戰列艦「長門」號、「陸奧」號以及航母「蒼龍」號。小澤一方的進攻力量是18架艦載魚雷攻擊機、27架俯衝轟炸機和36架陸基攻擊機，防守方除了艦上的高射炮火，還有27架戰鬥機。
在這次看似普通其實影響重大的軍事演習中，小澤擅自更改了作戰計畫，他直接從基地指揮官和航母艦長手中接過了81架攻擊機的指揮權。只見各型攻擊機在小澤的統一指揮下，低空掠海而來，扔下魚雷和炸彈後急速爬升，在「長門」號艦長大西新藏大佐和「陸奧」號艦長保科善四郎大佐的陣陣「八嘎」聲中，魚雷一條接一條準確擊中船舷，炸彈也一顆接一顆命中要害部位。根本不用去數被擊中的次數，要不是演習，這兩艘當時日本海軍最牛的戰列艦早已長眠海底了。
旗艦「長門」號的甲板上，一片混亂，只有山本司令長官靜如冰封。沉默良久，他忽然扭頭問身邊的福留繁海軍少將：「參謀長，能不能用這種辦法去襲擊珍珠港？」對於山本的提問，福留繁傻乎乎的無言以對。他根本不明白山本在說些什麼，這都哪兒跟哪兒呀？
「帶隊攻擊的軍官是誰？」山本接著問航空參謀佐佐木少佐。
「『赤城』號飛行隊長淵田美津雄少佐。」佐佐木答道。
山本依然面無表情，心裡卻暗自點了點頭。
1941年1月7日，在聯合艦隊旗艦「長門」號戰列艦的司令長官室里，山本正在聚精會神地奮筆疾書，他書寫的是一封將改變今後海戰模式的具有歷史意義的信件。寫在這9頁的海軍公文紙上的，是山本上書給當時的海軍大臣及川古志郎大將的「戰備意見書」。在這封信中，山本第一次闡述了自己對偷襲珍珠港作戰的總體構想。
山本在開頭寫道：雖然任何人對緊張的國際形勢都無法正確預測，但「作為海軍，特別是聯合艦隊，毋庸置疑應該以對美英作戰之決心，轉入認真備戰並制訂作戰計畫之時期」，接著，他以「戰備」「訓練」「作戰方針」和「開戰之初應採取之作戰計畫」四部分來闡明自己的觀點。
關於「作戰方針」，山本徹底摒棄了日本海軍沿襲幾十年的正統派戰略，即「日本艦隊待美國艦隊前來進攻後