На фоне успеха японских авианосных сил результаты действий японских подводных лодок были весьма скромными. Пять подводных лодок со сверхмалыми подводными лодками на борту подошли к Гонолулу в запланированное время и выпустили свое грозное оружие в ночь на 7 декабря. В 03.42 7 декабря американский тральщик "Кондор", производивший траление подходов к Пирл-Харбору, обнаружил одну из японских сверхмалых подводных лодок и оповестил об этом находившийся в ближнем дозоре эсминец "Уорд". Подводная лодка была обнаружена в районе, закрытом для американских подводных лодок, поэтому, когда "Уорд" в 06.33 установил контакт с лодкой, он атаковал ее и потопил. Это был первый бой начавшейся здесь войны. Донесение с "Уорда" о потоплении японской лодки послужило сигналом для усиления дозорной службы и вызвало тревогу среди высшего командного состава США в Пирл-Харборе. Специфика подводной войны такова, что из зафиксированных контактов с подводными лодками значительно больше ложных, чем действительных, а за предшествующие недели в водах вокруг Гавайских островов патрули неоднократно докладывали об установлении ими контактов, которые на самом деле оказывались ложными. Поэтому в связи с донесением "Уорда" были приняты только обычные меры предосторожности. Командование американского флота было уверено в безопасности кораблей, находившихся в гавани, и поэтому боевой тревоги на них не объявили. Воздушное нападение японцев, начавшееся через час, застало американские корабли врасплох.
Примерно в то же время другая японская сверхмалая подводная лодка сумела проскользнуть через разведенную противоторпедную сеть у входа в гавань Пирл-Харбора и прошла незамеченной по длинному фарватеру во внутреннюю гавань. Когда японские самолеты атаковали американские линейные корабли, эта лодка находилась в бухте Ист-Лох и огибала остров Форд. Примерно в 08.30 плавучая база гидроавиации "Кертисс" обнаружила эту лодку и обстреляла ее. В непосредственной близости от них оказался эсминец "Монагхэн", который направлялся для усиления ближнего дозора. Подводная лодка выпустила обе торпеды, но промахнулись. "Монагхэн" таранил ее и атаковал глубинными бомбами. Через несколько недель эту лодку подняли со дна гавани вместе с находившимися в ней телами членов экипажа.
Еще одна сверхмалая подводная лодка из-за неисправности компаса не смогла подойти к входу в гавань и села на мель у северного побережья острова Оаху. Командир лодки Сакамаки стал первым японским военнопленным. Четвертая сверхмалая подводная лодка была найдена южнее острова Оаху примерно двадцать лет спустя. Ее подняли на поверхность и возвратили Японии. Судьба пятой сверхмалой подводной лодки до сих пор неизвестна: она пропала без вести и, очевидно, не атаковала ни одной цели. Таким образом, действия японских сверхмалых подводных лодок были безрезультатными.
Действиям больших японских подводных лодок в водах Гавайских островов сопутствовал едва ли больший успех. Подводные лодки "I-71" и "I-72" произвели разведку рейда Лахаина, но большего сделать не смогли. Ни та, ни другая подводная лодка не смогла приблизиться к боевому кораблю на дистанцию торпедного выстрела. Зафрахтованный американской армией 2140-тонный лесовоз "Синтия Олсен", совершавший рейсы между Гавайскими островами и Тихоокеанским побережьем США, был обнаружен японской лодкой "I-26" на расстоянии примерно 1000 миль к северо-востоку от Гавайских островов и стал первой жертвой японских подводных лодок. Американские самолеты и патрульные суда докладывали о многочисленных контактах с подводными лодками противника. Лишь в некоторых случаях это соответствовало действительности. Как правило, такие контакты оказывались ложными. Один раз американская подводная лодка "Трешер" подверглась атаке авиационными и глубинными бомбами своих самолетов и кораблей, когда возвращалась из дозора в Пирл-Харбор.
Действия японских подводных лодок вблизи острова Оаху координировались командирами эскадр, а общее руководство осуществлял вице-адмирал Симицу, командующий 6-ым флотом, со своего флагманского корабля "Катори", стоявшего на якоре у острова Кваджелейн. При такой системе управления боевыми действиями каждую ночь эфир заполнялся японскими радиопереговорами.
Поэтому командование на Гавайских островах могло оценить размах японских операций и до некоторой степени установить районы действий японских подводных Лодок. Были приняты меры предосторожности при проводке судов, и это определенным образом сказалось на неудачах японских сил. В проливе Кауаи подводная лодка "I-6" обнаружила авианосец и два тяжелых крейсера, следовавших курсом на северо-восток, и донесла об этом командованию. Командующий 6-ым флотом, решив, что эти корабли направляются на Тихоокеанское побережье США, приказал 1-ой эскадре подводных лодок немедленно начать преследование. Самолеты с авианосца "Энтерпрайз" обнаружили "I-70", которая шла в надводном положении примерно в 200 милях к северо-востоку от острова Оаху, и потопили ее. В Японии считали, что она пропала без вести.