Im Herbst 1941 war Ōnishi mitverantwortlich für die Planung des Angriffs auf Pearl Harbor. Er befehligte in den ersten Kriegstagen während der Schlacht um die Philippinen den Luftangriff auf die dortige Clark Air Base. Die japanischen Marineflieger zerstörten dabei fast alle Flugzeuge der US-Amerikaner, was das rasche Vordringen der japanischen Streitkräfte im Malaiischen Archipel ermöglichte.