1941年12月7日清晨7点56分，一群日军飞机直接扑向了美国夏威夷群岛的上空，他们的目的是轰炸美国珍珠港海军基地的太平洋舰队。日本航空母舰刚换装的81架零式战斗机作为护航战斗机参加了空袭，对珍珠港进行了两轮攻击，100分钟内日军投掷了556枚炸弹，发射了鱼雷40枚。

偷袭结束时，珍珠港内几十艘美军战舰被击沉或遭受重创，此外美军还有188架飞机被毁、2403人丧生，仅亚利桑那号战死舰爆炸沉没时，就有1777名官兵随着这艘战舰沉没了。日军仅仅损失了1艘潜艇、29架飞机——其中鱼雷攻击机5架、俯冲轰炸机15架、零式战斗机9架，这是美国第一次领教零式战机的威力。

珍珠港事件后，日本陆基航空兵大举空袭菲律宾的美军克拉克等空军基地，零式战斗机采用低速省油的飞行方式远程护航，美军面对续航能力如此强大的日本战斗机，不禁大惊失色。它的性能超过所有盟军飞机，特别是其机动性和续航能力无人能比，美国在菲律宾的空军力量也被打得七零八落。当时美国的F-2A水牛、F-4F野猫、P-40战斧等飞机，面对零式竟然一筹莫展，在新加坡、菲律宾、东印度甚至太平洋，零式战斗机一时成为最厉害的战斗机，统治了整个天空。

携带炸弹的零式战斗机还可以作为战斗轰炸机使用，因此被日本军方自豪地称为“万能战斗机”，成为二战时日本飞机的招牌型号，在太平洋战争中自始自终都是战斗的主力。战争初期，日军仅有300架零式，其中250架投入了太平洋战场，就是凭这区区的250架零式，日军在开战后几个月时间，把盟军在太平洋地区的战斗机部队消灭了三分之二，给盟军飞行部队带来了空前的灾难。当时盟军飞行员起飞迎击零式时，无论飞行员还是指挥官都明白，战机飞出去以后八成是回不来了。

后来美军在一个偶然的机会破解了零式战斗机的秘密，研究出了针对零式俯冲能力不好而采取“打了就跑”的战术，更是针对零式无装甲、油箱无自封的弱点，专门研究出一款新式战机“零式克星”——F6F地狱猫战斗机，在太平洋战场史上最大的航母对决——马里亚纳大海战中，让日本零式战斗机最终以“马里亚纳猎火鸡”彪炳史册。