L'histoire de Pearl Harbor nous entraîne dans l'avant-guerre américaine qui se déroule dans le Pacifique, dans le port de Pearl Harbor à Hawaï. Ce qui suit dévoile des moments clés de l’intrigue. Deux jeunes pilotes zélés et doués, Rafe McCawley (Ben Affleck) et Danny Walker (Josh Hartnett), sont amis depuis leur plus tendre enfance. Ils décident tous deux d'entrer dans la Navy. Rafe tombe amoureux d'Evelyn, une jeune infirmière, lors de son test pour entrer dans l'aviation. Mais leur idylle sera de courte durée car Rafe veut combattre. Evelyn et Danny eux se font muter à Hawaï alors que Rafe, lui, rejoint l'Angleterre pour combattre les Allemands au côté des Anglais dans l'(en) escadrille des Aigles, avec l'accord de son supérieur le Lieutenant-Colonel Doolittle. Quelques mois et des lettres plus tard, au cours d'une mission, l'avion de Rafe est abattu et ce dernier est porté disparu. Danny effondré va apprendre la nouvelle à Evelyn. Effondrés, Evelyn et Danny, partagent leur chagrin et un amour naît de leurs confidences. Evelyn finit par tomber enceinte de Danny. Mais, le jour ou Evelyn apprend cette nouvelle, Rafe revient, ayant survécu à son crash et ayant été repêché par un navire de pêche français, heureux de revoir Evelyn. Mais la situation a changé. Pourtant, Rafe est toujours vivant. Après quelques coups de poings et une fuite pour échapper à la police militaire, Danny lui explique la situation et leur amitié est remise en question. Mais pendant ce temps les Japonais lancent une attaque surprise sur le port. Au petit matin du dimanche 7 décembre 1941, alors que les soldats dorment encore, les appareils japonais survolent Hawaii et lancent leurs torpilles et jettent leurs chasseurs sur les navires en rade. Rafe oublie un moment ses problèmes et part combattre au côté de Danny pour aider leurs camarades. Ils rejoignent un aérodrome militaire de maintenance. Ils seront les deux seuls pilotes à avoir réussi à décoller. L'attaque terminée, le président Franklin Roosevelt ainsi que le Congrès déclarent l'état de guerre et l'état-major américain organise une contre-attaque symbolique avec des bombardiers (B-25) décollant de porte-avions : c'est le raid de Doolittle. Les deux amis sont volontaires et s'entraînent à décoller d'une piste avec les bombardiers depuis une piste très courte de 142metres au lieu de 1.5km symbolisant celle à laquelle ils seront confrontés lors de la mission partant d'un porte-avions. La flotte américaine en route vers le Japon repérée par les ennemis, la mission doit débuter plus tôt que prévu. Les avions se trouvent à une trop grande distance des côtes japonaises et le problème du carburant se pose dès le départ des bombardiers. Malgré cela, les avions décollent et bombardent Tokyo à divers endroits stratégiques et militaires. Une fois la mission accomplie, la mission américaine doit rejoindre la Chine. Mais le carburant commence à manquer gravement bien avant que les côtes chinoises ne soient en vue et l'atterrissage s'avère sérieusement complexe lorsque des patrouilles japonaises font irruption dans les rizières repérées pour l'atterrissage. L'avion piloté par Rafe s'écrase alors que les japonais arrivent sur la zone du crash. Après quoi, l'avion de Danny est abattu et le jeune homme est blessé dans le crash. Les survivants sont faits prisonniers, mais parviennent à se libérer et à s'échapper. Danny se fait tuer en s’interposant entre un soldat Japonais et Rafe, prenant ainsi les deux balles qui étaient destinées à son ami. Avant que Danny ne meure, Rafe lui annonce qu'Evelyn est enceinte et que c'est lui le père. Lors du retour de la mission, Evelyn attend Rafe et Danny sur la zone d'atterrissage. C'est alors un cercueil qu'elle voit sortir de l'avion de rapatriement à la place de Danny. Le film se termine sur l'image du fils de Danny, jouant auprès de la tombe de son père sous les yeux de Rafe et d'Evelyn enlacés. Rafe emmène l'enfant faire un tour en avion et le même coucher de soleil qu'au début du film rayonne dans le ciel.