美国将日本与德国缔结同盟条约视为对其利益的直接威胁，同时更无法容忍日本南下印度支那。因此，三国同盟条约的签订和日军进驻法属印度支那北部，使日美矛盾骤然加剧。1940年9月，美国宣布禁止向日本出口废钢铁，并实施美国石油输往日本需凭许可证的制度，勒紧了美国国务卿赫尔所说的“手中的缰绳”。
局势已经无可挽回。对日本的前途引以为忧的山本，在三国同盟条约签订后不久，在同他的间谍秘书原田一起进餐时，忧郁地说道：“在我看来，我们要同美国打仗，就必须作好几乎向全世界挑战的准备……。我将竭尽我的全部力量，但是我希望战死在我的旗舰‘长门号’的甲板上。在那些不祥的日子里，你将至少3次看到东京被夷为平地。其结果将是延长人民的痛苦。而你和近卫，还有其他人，也许会被人民群众千刀万剐，尽管想起这种情景是很遗憾的，局势确实令人困惑。我们已经陷入这种困境，命运注定在劫难逃。”
既然日本早已使自身走向一条既定的道路，山本也没有多少选择的余地。更何况山本本人毫无疑问也是一名深入骨髓的军国主义者。他的好战心理源于他根深蒂固的武士道传统，他像当时大多数的日本人一样，相信只有日本人才完全符合逻辑地充当亚洲国家的“救世主”，将亚洲从白种人的统治之下解放出来。
他陷入了两种磨难之间：一方面，他看到资源贫乏的日本不仅要与美国，而且还要和中、英、荷，也许还和苏联同时作战的暗淡前景；另一方面，他要承担作为联合舰队司令长官必须执行的职责的压力。为了取得印尼的石油，向南方作战，必须避免美国太平洋舰队从夏威夷出发打击日本的侧腹，还需要把美国太平洋舰队阻挡在南方水域之外，至少在头几个关键月份中应做到这一点。如何才能办得到呢？自山本登上“长门”号之后，他就在苦苦思索这个问题。
山本认为，依靠海军历来对美作战的正统的战略思想，是不可能完成上述任务的。长期以来，日本海军奉行的是以日俄对马海战为依据的大炮巨舰主义的舰队决战战略，坚持以战列舰为核心的传统作战方式。自从1905年日本海军大将东乡平八郎在日本海大海战中大胜沙俄舰队以来，日本海军就充满着海上争霸思想，并把美国视为其在西太平洋争夺海上霸权的主要敌人。日俄战争以后，日本在1907年制订的《帝国国防方针》和《帝国用兵纲要》就提出了建设“八八舰队”、确定对美采取截击作战的战略方针。所谓截击作战，就是基本原封不动地采用在对马海战中截击歼灭沙俄波罗的海舰队的东乡战略，即以战列舰为主力的联合舰队利用地理条件以逸待劳，伺机同美国海军主力进行决战并加以歼灭。以后虽几经修改，但其基本方针未变。在1936年修订的《帝国用兵纲要》中规定：一旦日美开战，陆海军首先协同攻占菲律宾和关岛，迫使美舰队远渡重洋进至西太平洋实施进攻作战，“我则把前卫线推移到马绍尔群岛一线，使主力舰队在小笠原群岛和马里亚纳群岛一带求敌决战。”
日本的海军将领们把未来事件的进程看成是这样：一支强大的美国舰队向西挺进，长途跋涉远道而来。这时，日本以南洋各群岛为基地，用潜艇和陆基飞机不断削弱美国舰队的力量，待其实力削弱到大体和日本舰队的实力相匹敌或弱于日本舰队时，以战列舰为核心的日本舰队进入有利的战略位置，寻机与之决战；双方都横过空阔的洋面，把各自的舰只排成战斗序列，打出所有的炮弹，当硝烟和火光散去之后，日本的胜利将自然浮现出来，美国的钢铁巨兽将一只跟一只地凄凉地瘸着脚朝家逃窜，或者舰首向上，如同向大海行死亡前的敬礼，然后永远消失。
在山本看来，这种战略思想是一厢情愿的，不过是军令部的那些年轻参谋脱离实际的纸上谈兵而已。战争一旦爆发，除侥幸外，谁也不会相信战争会按着这个模式发展下去。山本的好友掘涕吉在战后整理的《五峰录》中总结山本的看法时说：不论是海军大学所进行的沙盘演习，还是军令部所提出的对美作战的战略计划，实际上都是脱离实际的主观臆断，是主观主义的产物。以军令部的作战计划而论，如前所述，概括起来包括这样四点内容：一、日本主动攻下菲律宾；二、迫使或诱惑美国舰队前来救援；三、在马里亚纳群岛一带逐步削弱敌舰队的力量；四、进行舰队决战，一举全歼前来之敌。这纯属用想当然代替现实的概念游戏。是把敌人的行动规范在自己想象之中的脱离实际的主观臆断，不过是一厢情愿而已。既然如此，那么对于保证日本侧翼不受美舰队干扰，同时又要把主力用于南方战役的课题，山本就必须找到有效的答案。
1940年3月，联合舰队举行演习。山本站在当作靶舰的战列舰上观看航空部队在统一指挥下进行白天鱼雷攻击演习。
长机率领着成群飞机，越过战舰的密集炮火，向下俯冲，鱼雷从战舰的桅杆掠过，划出一道白光，接连向舰腹冲去。演习用的鱼雷是不会爆炸的，当撞上舰体后，鱼雷即浮上水面冒出白烟，演习完毕后可再收回。山本看到这一情景，心