Il 19 ottobre 1939 Ōnishi fu nominato comandante della 2ª Unità aerea combinata e il 15 novembre ottenne il grado di contrammiraglio; il 1º novembre 1940 assunse il comando della 1ª Unità aerea combinata. Nel frattempo la seconda guerra mondiale stava allargandosi e il 27 settembre l'Impero giapponese aveva stipulato con l'Italia fascista e la Germania nazista il Patto tripartito. Lo stato maggiore generale della marina si mise all'opera, all'inizio del 1941, per studiare un piano di attacco su Pearl Harbor: nei lavori fu coinvolto attivamente anche il contrammiraglio Ōnishi, che dette prova della consueta professionalità. Egli tuttavia fece presente che iniziare un conflitto senza formale dichiarazione di guerra avrebbe impedito qualsiasi pace di compromesso, obiettivo ultimo dei vertici politico-militari giapponesi.