Hij zou later bekend worden als de enige Amerikaanse marineofficier die had gewaarschuwd voor de mogelijkheid van de Aanval op Pearl Harbor. Evenals de Japanse admiraal Yamamoto onder wiens leiding die aanval zou worden uitgevoerd, zou hij daarbij zijn geïnspireerd door het succes van de Britse marine bij een aanval op de Italiaanse vloot in de Slag bij Tarente op 11/12 november 1940. Stark waarschuwde voor de mogelijkheid van een dergelijke aanval in een memo op 22 november 1940, die echter door de rest van de Amerikaanse admiraliteit zou worden genegeerd. In de memos stelde hij voor de haven van Pearl Harbor te beschermen met torpedonetten. Later waarschuwde hij in een brief nogmaals voor de mogelijkheid van een dergelijke aanval. Ook die waarschuwing werd genegeerd.