Около полудня по местному времени японские самолеты вернулись и принялись доламывать недоломанное. На этот раз никаких торпед, только бомбы. «Калифорния», которая во время первого налета была только повреждена, получила несколько прямых попаданий и взорвалась подобно «Теннеси». Слегка пострадавший во время первого налета «Мэриленд», со стороны левого борта прикрытый полузатопленной «Оклахомой», получил в палубу несколько десятков попаданий бронебойными бомбами, и было загорелся, что грозило взрывом погребов, но потом передумал и с небольшим креном затонул прямо на месте стоянки. Стоявшую в доке «Пенсильванию» японские пикировщики расковыряли так, что ее сорвало с кильблоков и повалило на борт. Докам и причалам во время второго налета японская авиация вообще уделила повышенное внимание. Помимо «Пенсильвании», японские самолеты прямо у стенки потопили тяжелый крейсер «Сан-Франциско» и легкий крейсер «Сент-Луис», уничтожили или тяжело повредили большое количество эсминцев, а портово-доковую инфраструктуру базы после второй бомбардировки разбили до полной негодности.
При этом легкий крейсер «Феникс», которому было приказано выйти из базы в ближний дозор, сразу по выходу из прохода подвергся торпедированию японской подводной лодкой. Дальше последовали попытка вернуться в базу при нарастающем крене и дифференте на корму и затопление у края прохода на внутренний рейд. Тральщики и патрульные гидросамолеты, предназначенные для борьбы с подводными лодками, были уничтожены или повреждены японской авиацией, так что на какое-то время вражеские субмарины получили в окрестных водах полную свободу действий. Все надежды побороть эту напасть адмирал Киммель возлагал на эсминцы и тральщики, в момент японского налета находившиеся вне базы, но до их прибытия любой американский корабль, высунувший нос за пределы внутренних вод базы, рисковал разделить судьбу несчастного «Феникса».
Вторым налетом дело не ограничилось; японские самолеты прилетели и в третий раз – скорее уже из хулиганских побуждений мешать спасательным работам, чем из какой-то реальной необходимости. Теперь они разрушили штабные и казарменные здания, подавили зенитные батареи и окончательно уничтожили остатки базировавшейся на Перл-Харбор американской авиации. Если в ходе второго налета отдельные американские самолеты-истребители еще поднимались в воздух для противодействия врагу, то третий удар за день японские самолеты наносили при полном отсутствии сопротивления. Все случилось точно так же, как утром 22 июня на советско-германской границе, когда первый вероломно-внезапный удар ломает всякую возможность сопротивления, а у торжествующего агрессора сразу оказываются развязаны руки.