法国战败投降后，日本决定趁机向东南亚扩张。1940年8月，日本出台了“大东亚共荣圈”侵略计划。9月，日军进占印度支那北部，开始向东南亚扩张。
日本的侵略行径，加剧了它与英、美之间的矛盾。英、美两国对日本采取了冻结财产和贸易禁运等措施，这更促使日本决心用武力夺取东南亚。珍珠港是美国在太平洋上最大和最重要的海军基地，太平洋舰队停泊于此1940年，美日矛盾加剧，日本一面与美国进行谈判，一面准备对美战争，制定了偷袭珍珠港的作战计划，企图一举歼灭美国太平洋舰队，解除南进的海空威胁。
1941年12月当地时间7日晨，南云忠一中将率领日本特遣舰队秘密开抵珍珠港以北约370千米处，于7时55分发动突袭。第一批183架飞机攻击历时30分钟，随后第二批171架飞机扩大战果，攻击共约50分钟。美国被击毁击沉大型舰只19艘，飞机300架左右，死伤3600余人，太平洋舰队几乎全军覆没。
日本偷袭后的第二天，美、英分别向日本宣战，随后又有20多个国家也相继对德、意宣战。至此，第二次世界大战真正成为全球性的战争。
日本偷袭珍珠港成功后，暂时掌握了太平洋上的制海权和制空权。到1942年5月，日本相继占领了东南亚和西太平洋上的许多国家和战略要地、荷、法、美等国在这一地区的岛屿和殖民地几乎全部落入日本手中。
中途岛位于珍珠港西北约1852千米处，为珍珠港的重要屏障和前哨。1942年5月，日本决定占领该岛作为前进基地。为此，日军调集200余艘舰只，700架舰载飞机，由山本亲自指挥作战。然而，处于劣势的美国太平洋破译了日本的无线电密码，对敌行动了如指掌。6月4日凌晨，日本主力舰队飞机向中途岛发起攻击，因美军早有准备，未取得预期效果，又发现美队，陷入了既需再次轰炸中途岛又要攻击美舰的处境，仓促为飞机改装鱼雷，将大批炸弹堆放在甲板上。10时左右，美舰载飞机100余架，分批连续攻击日舰，日军3艘航空母舰中弹，引爆甲板上的炸弹，当即相继沉没。
傍晚又一艘航空母舰被击沉。中途岛海战是太平洋战争的转折点，日军从此丧失了太平洋上的制空权和战争主动权，由战略进攻转为战略防御。
中途岛海战后，美军乘胜出击，于1942年8月7日向瓜达尔卡纳尔岛的日本舰队发动进攻。经过半年的激烈争夺，美军于1943年2月7日占领了瓜岛。此次战役使日军损失惨重，完全丧失了战争的主动权。此后，美军在太平洋战场上展开了全面进攻，与日军进行了激烈的逐岛争夺战，一步步向日本国土逼近。
1944年，美军凭借空中优势，从“逐岛争夺”转为“越岛进攻”，直插日军重防区域。1944年上半年，美军先后攻占了马绍尔群岛、加罗林群岛和马利亚纳群岛。马利亚纳群岛被日本视为本土的屏障，必须确保的地区。美军冲破这道屏障后，日本本土便落入美军的轰炸范围。1944年9月和10月上旬，美军对日军在各地的机场接连实施轰炸。
1945年春，美军攻占了硫磺岛和冲绳岛，并不断轰炸日本本土，沉重打击了日本军民的士气。8月6日和9日，美国分别向日本广岛、长崎两地投放了原子弹，给这两地以毁灭性打击。8月8日，苏联对日宣战，并于第二天出兵中国东北，日本70万关东军遭受重创。与此同时，中国和亚洲其他各国人民纷纷发起大反攻。日本法西斯四面楚歌，彻底绝望了。8月15日，日本天皇宣布无条件投降。9月2日，日本在盟国代表面前正式签署了投降书。至此，第二次世界大战以法西斯国家的失败而告终。
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