1941年12月8日9时，日本陆海军航空队500架飞机从台湾出动对吕宋岛美军航空兵基地进行轰炸，一举将美军在马尼拉附近的克拉克和伊巴机场上的200架飞机炸毁一半。其中，对日军威胁最大的“空中堡垒”B－17式轰炸机2／3被毁于地面，日军取得了空中优势。同时，日军先遣部队开始行动，以1个营攻占了吕宋岛以北的巴坦岛。12月10～15日，日军陆海航空队连续进行了多次攻击，美军在菲律宾群岛中南部残存的30～40架飞机基本上失去了反击能力。12月10日，日军分别夺取在甘米银岛和阿帕里、维甘、黎牙实比三处机场，并向马尼拉方向实施合击。日军航空兵继续攻击美军海空力量，轰炸马尼拉湾的甲米地和苏比克湾的乌朗牙坡海军基地，炸沉美军舰艇4艘，炸毁海军巡逻机1／4。至12月17日，美军被迫把在菲律宾剩下的飞机、军舰撤往澳大利亚等地。日军完全掌握了菲律宾地区的制海权和制空权，完成了预定的第一阶段作战计划。
12月17日，日军开始对菲律宾进行第二阶段作战。12月22日和24日，日军分别在吕宋岛的仁牙因湾和拉蒙湾登陆。25日在和乐岛登陆。17天之内，日军成功地实施了9处登陆。
在日军迅猛突击下，美军损失惨重，马尼拉的防线迅速被突破。12月26日，麦克阿瑟下令撤出马尼拉，将部队集中于巴丹半岛的预设阵地进行抗击。日军没有紧追美、菲退却的部队，仍按原作战方案向马尼拉推进。1942年1月2日，日军攻占马尼拉。
1942年1月10日，日军向巴丹半岛的美军发动进攻，此时南方军已将第5飞行集团和土桥师调去进攻缅甸，参加对荷属东印度群岛的作战，侵菲日军战斗力大为下降，加上地形不熟，热带病流行，此次作战，日军减员较大。1月28日，日军被迫停止进攻，巴丹半岛的作战陷入僵持状态。4月3日，日军在得到2.2万人和飞机、火炮的增援后，集中第4、第18、第65师3万人对巴丹半岛发起第二次进攻。在日军猛烈攻击下，巴丹半岛守军7.5万人(其中美军9300人)于4月9日投降。
日军攻占巴丹半岛后，对哥黎希律岛连续实施猛烈的炮击和轰炸。5月5日，日军渡过海峡在哥黎希律岛登陆。接替麦克阿瑟指挥的美军中将温赖特于5月6日广播投降书，驻岛美菲部队1.5万人成为日军战俘，随后，南部其他岛屿的美菲部队也大部投降，一部溃散或潜入山林。日军在进攻菲律宾作战中死伤约1.2万人。
攻占荷属东印度群岛
荷属东印度群岛位于亚澳大陆、太平洋和印度洋之间，由爪哇、苏门答腊、婆罗洲等3000多个岛屿组成，是控制两块大陆、两大洋海上交通的咽喉要地，并盛产石油(年产石油约800万吨，是日本石油年产量的20倍)、橡胶、锡、生铁、煤等战略物资。为了切断美澳联系，建立向太平洋进攻的前进基地，夺取丰富的石油资源，日本把占领荷属东印度群岛作为主要目标。
日军对荷属东印度群岛的作战企图是，以马来亚、菲律宾为基地，从两翼实施包围，首先夺取外围岛屿和石油资源地区，消灭盟军海空兵力，然后集中兵力攻占该地区的政治、经济、文化中心爪哇岛。日军大本营对此次作战进行了充分准备，认为这次作战的关键是，要确保在对方破坏之前完整地占领石油资源的生产和储备设施，以便在短期内可以恢复生产，供作战急需。为此，在作战方式上，日军采取奇袭，作战时间尽量提前。参加这次作战的兵力是今村均中将指挥的陆军第16集团军，下辖丸山政男的第2师、左野忠义的第38师、土桥勇逸的第48师和坂口静夫混成旅。此外，还有海军第3舰队、第11航空队，陆军第3飞行集团，共约10万人，飞机430架。以南遣舰队为基干的马来部队也参加此次作战。
1942年1月3日，美、英、荷、澳在爪哇万隆组成西南太平洋盟军司令部，由英国韦维尔将军担任总司令。当时整个东南亚的战略态势对盟军十分不利，美英军在菲律宾和马来亚的败局已定，荷兰早在欧洲战败。韦维尔刚从新加坡转战担任形势险恶的东印度群岛的防卫任务。由于四国各自关心本身的得失，难以达成战略协同。参加作战的美英军多是从菲律宾和马来亚败退下来的，荷兰部队多数是当地人，同荷兰殖民者一向存在矛盾，战斗力不强。盟军在荷印地区的兵力有陆军9.2万人，其中荷属东印度军7.5万人，各种舰艇146艘，飞机300架。
日军分3路进攻爪哇外围岛屿，夺取制空权，占领资源地区，形成对爪哇的包围态势。1941年12月16日，担任中路进攻的日军第18师第124团占领了婆罗洲北部的米里和斯里亚，25日占领古晋。1942年1月11日，坂口旅在海军的配合下，避开正面港湾，从西岸丛林地带登陆，攻占著名的石油产地打拉根，突破荷属东印度北部防御的第一道防线，1月24日占领巴厘巴板，守军1个营烧毁油库后撤退。2月10日，日军占领马辰。1月11日，东路日军第38师一部占领苏拉威西岛的万雅老，24日占领根达里。ｌ月31日和2月20日，日军的1个联队在航空兵的配合下，对安汶岛、帝汶岛实施登陆，迫使岛上荷澳守军投降。日军夺取两岛后，联军失去了后方依托。2月19日，日军出动舰载机200架，轰炸澳大利亚北部的达尔文港，炸沉舰艇11艘，炸毁飞机23架，炸死炸伤约500人。西路日军第38师一部担负攻占苏门答腊岛上重要石油资源地区——巨港。2月14～15日，日伞兵第1旅一部和伞兵预备队在巨港着陆。与此同时，日军1个师的主力约1万人在巨港登陆。
登陆部队与空降兵会合后，于2月15日占领巨港，守军炸毁炼油设备后撤至爪哇。至此，日军已完成第一阶段的作战任务并从东、西、北三个方向逼近爪哇。
1942年2月下旬，在日军对爪哇实施登陆之初，美、英、荷等国的舰队在荷兰海军上将赫尔弗里克的指挥下，组织了对日军登陆输送队的多次攻击。
2月23日，日军第48师搭乘运输船48艘，由第4水雷战队、第2和第9驱逐舰战队掩护，由巴厘巴板港出发，向泅水方向航进。26日晨，在婆罗洲南部的拉乌特岛以南与第5战队和第2水雷战队会合，编成一支庞大的登陆输送队。当日17时30分，航至泅水西北方约60海里处，与盟军4艘巡洋舰和7艘驱逐舰编成的联合舰队相遇，双方进行远距离炮战，盟军2艘驱逐舰被击沉。日军为了保证登陆兵力的安全，于19时30分开始北撤，暂时脱离接触，深夜，盟军舰队又北上对日军登陆输送队进行攻击，双方使用了鱼雷，结果盟军2艘巡洋舰被击沉，日军数艘运输船被击沉。此次海战，使日军登陆比预定时间推迟了一天，然而未能从根本上扭转战局。
准备在雅加达地区登陆的日军第16集团军主力，搭乘运输船56艘，在第7战队和第5水雷战队为基干的战斗舰艇掩护下，于2月28日夜抵达万丹湾泊地。第16集团军主力开始换防时，盟军巡洋舰“休斯顿”号、“柏斯”号对正在换防的日舰进行袭击，数艘运输船受重伤。
日本海军“赤城”号、“加贺”号、“苍龙”号和“飞龙”号4艘航空母舰，还有近藤指挥的第2舰队和南方部队——在爪哇东南海域歼灭从荷属东印度地区向澳大利亚撤退的联合舰队，防止美军太平洋舰队增援。2月19日，空袭达尔文港的日本海军第1航空舰队返回肯达里港后，于2月25日向爪哇以南海面出击。自3月1～4日，共击沉盟军驱逐舰3艘、普通舰船13艘。至此，盟军联合舰队全部瓦解，残余舰艇撤往澳大利亚。
日军经过对爪哇大规模的连续空袭和扫清外围岛屿的作战，完成对爪哇登陆作战的准备。3月1日，日军主力在爪哇东部和西部同时登陆。担任西路的第2师和东海林支队从雅加达湾和安列丹登陆，基本上没遇到有组织的抵抗，登陆后直奔沙班并切断爪哇北部东西铁路交通线，直接威胁雅加达和万隆。担任东路的第48师和坂口支队在泅水港西南克腊干登陆，从背后包抄荷属东印度的海军基地泅水港，一举切断盟军南撤的道路。由于岛外所有机场已被日军控制，爪哇三大战略要地首府雅加达、守军总司令部所在地万隆、海军基地泅水港均陷于被分割孤立无援的困境。日军发起猛攻，3月5日占领雅加达，7日攻占万隆，8日攻占泅水港。3月9日荷属东印度军事当局被迫向日本宣布投降。
攻占香港、关岛和威克岛
香港是英国在中国的殖民地和远东的重要军事基地，战略地位相当重要。1938年10月日军占领广州后，香港成为防御薄弱的孤岛。1940年法国败降后，英军曾考虑撤出香港。1941年10月，英军以2个加拿大营增援香港，该地陆军兵力增至约1万人，另有海空军一部。在日军进攻前，香港守军估计日军从海上进攻，把防御重点放在海面，陆上沿九龙以北“德林格防线”设防，但日军却从陆上发起进攻。为进攻香港，日军调集了中国派遣军第23集团军所属第38师、第51师第66团和第1炮兵队，陆军航空兵一部和第2遣华舰队协同作战。
1941年12月8日凌晨，日军先以航空兵轰炸香港启德机场，海军从海上实施封锁，尔后以第38师从深圳以东向九龙半岛发起进攻，12日突破英军防线。12月14日，英军被迫退守香港岛。12月18日晚，日军分3路渡海，占领香港岛东北部，后切断市区水源，迫使利用地形和掩体继续抵抗的英军于12月25日投降。
关岛是美国在马里亚纳群岛的海军基地。1941年12月10日拂晓，在第4舰队海军航空兵掩护下，日军南海支队分3路在关岛南、北海岸登陆，当日下午以优势兵力占领该岛，岛上美军500人全部投降。
威克岛是美国在中太平洋重要海空基地。驻守该岛的美国海军陆战队只有450人，另有工程作业人员1000余人，配备有火炮18门，战斗机12架。1941年12月8日，日军出动36架轰炸机空袭威克岛，炸毁美机7架。12月10日，日军第4舰队一部企图以其所辖海军陆战队在威克岛登陆，遭到美军炮兵和4架战斗机的猛烈攻击。日军驱逐舰被击沉击伤各2艘，巡洋舰2艘被击伤，其余仓皇撤离。在得到2艘航空母舰和3艘重巡洋舰增援后，日军乘增援威克岛的美军特混舰队尚未到达之机，于12月23日再次登陆，并攻占该岛。
从1941年12月8日～1942年4月底，日军在5个月时间内，以1.5万人的代价，打败了美英荷在远东的30余万军队，相继占领了泰国、马来亚、新加坡、缅甸、菲律宾、荷属东印度和香港，以及西太平洋上的一些岛屿，夺取了386万平方公里的土地，控制了这一地区的1.5亿人口和丰富的战略资源，达到了战争的初期目标。
日本发动太平洋战争，虽然在军事上暂时取胜，但在国家战略上却出现重大失误。日军在中国战场泥足深陷，而又贸然偷袭珍珠港——美国太平洋舰队基地，从而将美国拖进战争，使自己陷入两线作战的战略困境，加剧了其侵略野心与国力不足的矛盾，也为后来它的彻底失败埋下了种子。