Al tiempo que se producía el Ataque de Pearl Harbour, el "Ayanami" fue asignado a la 19.ª División de Destructores que formaba parte de la 1.ª Flota Imperial, y desplegado desde el Distrito Naval de Kure hasta el puerto de Samah en la isla de Hainan, escoltando a los transportes japoneses para las operaciones de desembarco durante la Batalla por Malasia. El 19 de diciembre hundió al submarino holandés "O-20" con ayuda de sus buques gemelos Uranami y Yugiri, y rescató a 32 supervivientes. Posteriormente formó parte de la fuerza de escolta para los cruceros pesados "Suzuya", "Kumano", "Mogami" y "Mikuma" en apoyo de la "Operation L" (la invasión de Banka, Palembang y las Islas Anambas en las Indias Orientales Neerlandesas), durante la cual recibió daños menores en una pequeña refriega en las Islas Anambas que le obligaron retirarse Camranh, en la Indochina francesa, para efectuar reparaciones. A finales de febrero el destructor acudió en ayuda del "Crucero Chōkai", que había tenido que retirarse a Saigón.