1941年9月6日，日本御前会议决定对美、英、荷一战，进行南方作战准备，陆续向法属印度支那、海南岛、台湾、帛琉群岛等前沿阵地输送兵力跟军需物资，完成南方作战的具体计划。11月5日，日本御前会议决定于12月上旬对美、英、荷开战。11月6日，日军大本营发布南方作战部队陆海军的战斗序列令和《南方军作战要领》。
12月8日，也就是在袭击美国珍珠港的同时，日军同样向东南亚发起了进攻。日军进攻东南亚的作战主要分成3个阶段。第一阶段，攻占马来亚和菲律宾，夺取婆罗洲和苏拉威西岛；第二阶段，夺取爪哇岛和苏门答腊岛；第三阶段，巩固占领区，再夺取缅甸、安达曼群岛。夺取那些地区后，建立一条北起千岛群岛，经威克岛、马绍尔群岛、吉尔伯特群岛、俾斯麦群岛、新几内亚岛、帝汝岛、爪哇岛、苏门答腊岛、安达曼群岛至缅甸的防线。第一、二阶段的作战，计划在3个月内完成。
日军大本营组成南方军，下辖11个师、2个飞行集团、9个坦克团，配属海军第2舰队、南遣舰队、第11航空舰队，共计25万人，加上后勤保障部队约40万人，占总兵力的20%。11月下旬，南方军全面展开。12月2日，日军大本营向南方军下达“鹫号”命令。当日下午4时，南方军总司令部发出“寿甲第5号”作战命令，要求所属各集团军随时准备发起进攻。
马来亚方向是日军进攻东南亚的重点。日军对马来亚的作战目的，在于击溃该方向的敌人，攻占要地，特别是夺取南洋群岛的战略中心新加坡，摧毁英国于东亚的根据地。日军大本营跟南方军在战前做了周密的筹划，企图以陆海军协同，采取奇袭登陆和陆上突进的方式，遣送登陆部队主力直接登陆。在登陆的同时或稍前，航空兵进行攻击，夺取制空权，掩护登陆部队上岸、抢占重要军事基地和机场、后续登陆部队跟进展开。
担任马来亚作战的日军是山下奉文指挥的第25集团军，辖近卫师、第5、第18师和增调的第56师、第3飞行集团，海军是小泽治三郞的南遣舰队以及配属的第22航空队，共有坦克210辆，飞机799架，舰艇46艘，总兵力11万人。
具体作战计划是，登陆部队主力第5师在马来亚半岛颈部以南实施登陆，主攻方向集中在宋卡、北大年。第56师跟进，在关丹至丰盛港地区登陆，向新山方向推进，协助主力作战。同时，第18师的伦美支队在哥打巴鲁登陆近卫师进攻泰国，循陆、海两路逐次从北向马来方向进攻。战役开始第8天，第二批登陆部队从金兰湾出发，继续在宋卡、北大年、哥打巴鲁登陆，增援第一批登陆部队。待进至新山水道一线后，集结全部登陆部队攻占新加坡。
12月4日，日军第一批登陆部队在海军的护航下，从中国海南岛三亚港启航。6日晨，从越南海南转向西北，伪装由暹罗湾驶向曼谷。到7日中午，航至富国岛西南海域突然改航，分路直驶西南预定的宋卡、北大年、哥打巴鲁预定目标。英国空军值班飞机于6日15时在中南半岛的金瓯海角南方海面发现了日军登陆输送队，新加坡英国当局接此报告后，立即召开紧急会议。会议决定，一切行动等待伦敦指示。结果，守军坐视事态发展，贻误了战机。
日军按照预定计划，首先占领泰国，然后从泰国进攻马来亚。1941年12月8日零时，日军第5师主力到达泰国南部。在占领泰国前，日军想通过与泰国当局谈判达到兵不血刃的占领目的。结果，由于泰国总理披汶·颂堪和海军部长不在首都，日本大使在没有谈判对象的情况下，于8日1时15分便把日军进占泰国的最后通牒交给泰国外长。3时30分，日本南方军总司令官寺内寿一命令日军进入泰国。凌晨4时日军开始登陆，泰军没有抵抗就被迫停火。然后，日军第5师直扑泰国边境。
与此同时，8日1时30分，伦美支队5300人在海军第3水雷战队第一护卫队主力的护航下，分3个波次在马来亚北部的哥打巴鲁强行登陆。登陆后，遭到英守军的顽强抵抗，英军飞机击沉日军输送军事物资的“淡路山”号，击伤“绫户山”号、“佐仓”号。经过4个小时的激战，日军从海岸线深入1500米，控制了英军阵地。晚上，日军又集结登陆部队主力一举夺取机场，击退了英军的反击。
登陆战役开始后，担任空中掩护任务的日军第3飞行集团开始对马来半岛机场和新加坡海军基地进行大规模的轰炸，迫使英空军退缩到新加坡地区。日军第22航空队也于8日拂晓长驱直入，袭击了新加坡英军的军事设施，9日下午又袭击了关丹机场，2天共击毁英军飞机50架，使英军损失了三分之一的空中力量，日军掌握了作战地域的制空权。
为阻止日军继续登陆，12月9日17时，英军远东舰队司令菲利普斯率领以“威尔士亲王”号和“反击”号为骨干的海军编队，从爪拉丁加奴海北上，准备袭击日军登陆输送队。日军一方面进入迎战状态，一方面利用舰载机和潜艇同英海军编队保持接触。10日8时，英海军编队航至关丹没有发现日军，便转航继续搜索。11时56分，日机在关丹以东约40海里处发现英海军编队，第22航空队迅速出动34架俯冲轰炸机、51架鱼雷轰炸机发起攻击，一举将英军“反击”号、“威尔士亲王”号击沉。除2000人被驱逐舰救出外，菲利普斯等800余名官兵全部阵亡。
日军夺取制海权和制空权后，后续部队不断上陆，主力越过克拉地峡，进入吉打州，沿西海岸的铁路和公路向南推进。12日，佐伯联队一举突破英军重兵防守的马来亚北部主要防线——日得拉防线。13日，占领吉打州首府亚劳。同一天，伦美支队攻占爪拉丁加奴机场。
日军的登陆战役获得了出乎意料的成功。12月17日，日军在亚罗士修改作战计划，决定以第5师和近卫师沿西海岸向吉隆坡、金马士方向推进，以利于主力部队作战；另以第18师在宋卡待命，伺机在马来东南沿岸的丰盛港附近登陆，迅速向居銮和新山推进，切断英军主力的退路。这样在新山州以北、吉隆坡以南地区将英军主力同新加坡分割开来，各个击破。
12月19日，日军占领马来半岛西海岸槟榔屿上的维多利亚空军基地，切断了英国空军从印度、缅甸向新加坡马来亚机动的空中航路。至此，日军夺取了马来半岛北部的所有机场。
1942年1月7日，日军攻占士林河桥，完全切断了北部防区印度第11师的退路，该师遂告瓦解。1月11日，吉降坡失守，英军在马来亚中部的防线被突破。
1月10日，山下奉文下令穷追逃向新加坡的英军，以近卫师经马六甲，沿加影、芙蓉、淡边、金马士公路追击日军进入新山州开阔地域后，2个师同时展开，要抢在英军得到增援之前占领马来半岛。沿东海岸进攻的伦美支队于1月3日夺取了关丹机场。英军判断日军在兴楼登陆，便主动撤退。
英军原计划在新山州抢筑工事，构成新加坡北方屏障，固守待援。但由于英军前线迅速溃败，被迫于1月31日将部队全部撤往新加坡，炸毁新、马之间的长堤。日军夺取了除新加坡外的全部领土。
1月31日，日军下达准备进攻新加坡的命令。2月8日24时，日军第18、第5师分两路渡过柔佛海峡，在新加坡登陆。当天，日军攻占丁加机场，并推进至天格机场。10日，第5师攻进频尖。11日，第5、第18师从东、西两侧进攻英军基地提马。12日夜，近卫师占领曼台山。14日，夺取水库，切断了新加坡和英军基地的水源，开始向市区炮击。15日，日军进抵新加坡城市郊，英守军无力再战。午后，英军司令官帕西瓦尔中将率守军投降，至此印度洋的门户已经向西敞开。
缅甸是日军东南亚作战的重要目标。日军为了保证马来亚作战的侧翼，巩固印度支那、泰国占领区；切断美英对中国进行补给的滇缅公路，配合中国战场的日军作战；胁迫蒋介石投降；威胁印度，迫使印度脱离英国，同时企图将缅甸作为长期占据南亚地区的北翼据点，掠夺缅甸的丰富战略资源，遂于1942年1月初发动缅甸战役。
日军在进攻缅甸的同时，为保障缅甸的海路补给，于1942年3月23日，以陆海军一部占领印度的安达曼群岛和尼科巴群岛。新加坡失守之后，印度洋门户洞开，印度、锡兰失去屏障。英国十分担心这两个殖民地的安危，在缅甸兵力非常缺乏的情况下，集结了36个旅防守锡兰，并于3月间在锡兰成立一支新的舰队。
日军担心英国海军势力的增长会危及它由海路向仰光的增援，于1942年4月5日和9日，出动由南云指挥的第1航空舰队为主的机动编队，对锡兰科伦坡港和亭可马里海军基地进行了空袭，共击沉英军轻重巡洋舰5艘、航空母舰和驱逐舰各1艘，击落飞机约90架，同期还在孟加拉湾等海域击沉英国舰只30余艘。
英国在遭受袭击之后，将东方舰队主力撤往东非，实际上放弃了印度洋。英国担心日本会在掌握印度洋制海权之后，大举进犯印度大陆，但日本这时已成强弩之末，力量有限。日军舰队解除了对仰光的海上威胁之后就撤了回来，其陆上兵力的扩张能力达到了极限再也无力占领锡兰，更不要说占领印度这样的大国了。
