1941年12月7日清晨7點56分，一群日軍飛機直接撲向了美國夏威夷群島的上空，他們的目的是轟炸美國珍珠港海軍基地的太平洋艦隊。日本航空母艦剛換裝的81架零式戰鬥機作爲護航戰鬥機參加了空襲，對珍珠港進行了兩輪攻擊，100分鍾內日軍投擲了556枚炸彈，發射了魚雷40枚。

偷襲結束時，珍珠港內幾十艘美軍戰艦被擊沉或遭受重創，此外美軍還有188架飛機被毀、2403人喪生，僅亞利桑那號戰死艦爆炸沉沒時，就有1777名官兵隨著這艘戰艦沉沒了。日軍僅僅損失了1艘潛艇、29架飛機——其中魚雷攻擊機5架、俯沖轟炸機15架、零式戰鬥機9架，這是美國第一次領教零式戰機的威力。

珍珠港事件後，日本陸基航空兵大舉空襲菲律賓的美軍克拉克等空軍基地，零式戰鬥機采用低速省油的飛行方式遠程護航，美軍面對續航能力如此強大的日本戰鬥機，不禁大驚失色。它的性能超過所有盟軍飛機，特別是其機動性和續航能力無人能比，美國在菲律賓的空軍力量也被打得七零八落。當時美國的F-2A水牛、F-4F野貓、P-40戰斧等飛機，面對零式竟然一籌莫展，在新加坡、菲律賓、東印度甚至太平洋，零式戰鬥機一時成爲最厲害的戰鬥機，統治了整個天空。

攜帶炸彈的零式戰鬥機還可以作爲戰鬥轟炸機使用，因此被日本軍方自豪地稱爲“萬能戰鬥機”，成爲二戰時日本飛機的招牌型號，在太平洋戰爭中自始自終都是戰鬥的主力。戰爭初期，日軍僅有300架零式，其中250架投入了太平洋戰場，就是憑這區區的250架零式，日軍在開戰後幾個月時間，把盟軍在太平洋地區的戰鬥機部隊消滅了三分之二，給盟軍飛行部隊帶來了空前的災難。當時盟軍飛行員起飛迎擊零式時，無論飛行員還是指揮官都明白，戰機飛出去以後八成是回不來了。

後來美軍在一個偶然的機會破解了零式戰鬥機的秘密，研究出了針對零式俯沖能力不好而采取“打了就跑”的戰術，更是針對零式無裝甲、油箱無自封的弱點，專門研究出一款新式戰機“零式克星”——F6F地獄貓戰鬥機，在太平洋戰場史上最大的航母對決——馬裏亞納大海戰中，讓日本零式戰鬥機最終以“馬裏亞納獵火雞”彪炳史冊。