日军统帅部制定太平洋战争的第一阶段进攻计划时，陆军主张首先占领马来半岛和新加坡，尔后夺取荷属东印度和菲律宾，而海军则要求先攻菲律宾，后向荷属东印度以及马来方向发展进攻。双方各执一词，莫衷一是。最后，由大本营作出决定：对菲律宾和马来同时发动进攻。日军认为，攻占菲律宾的首都马尼拉，即可拔除美国在远东最大的海空军基地；占领其棉兰老岛的军事政治中心——达沃，便可为下一步进攻荷属东印度建立重要的前进基地。于是，就把进攻菲律宾的主要矛头指向马尼拉和达沃。
日军投入这次战役的兵力为：陆军第14军和第5飞行集团，以及海军第3舰队和第11航空舰队。第14军由本间雅睛中将指挥，下辖第16师团、第48师团和第65旅团等，共约5．7万人。第5飞行集团由小畑英良中将指挥，下辖4个飞行战队和3个独立飞行队，共有陆军飞机近200架。第3舰队由高桥伊望海军中将指挥，参加这次战役的舰艇计有：航空母舰1艘、重巡洋舰和轻巡洋舰各5艘，水上飞机母舰3艘，驱逐舰29艘。第11航空舰队由塚原二四三海军中将指挥，以第21和第23航空战队为主，共有海军岸基飞机约300架。
据美国预料，一旦日、美发生军事冲突，菲律宾必遭攻击，且由于远隔重洋，一时难从美国国内得到支援，防守难度颇大；如暂不能击退日军，可撤入巴丹半岛据险扼守，以赢得时间。为此，美国着手在巴丹半岛和哥黎希律岛积极构筑防御工事(计划于1942年2月完成)，并于1941年7月决定：在菲律宾成立美国远东陆军司令部，由麦克阿瑟上将出任司令。此后，美国驻守菲律宾的地面部队与航空兵都得到了加强，并获得了大批武器弹药。到战争爆发时，美国在菲律宾的陆军为1个师和2个独立团，另有菲律宾军队10个步兵师，总共约13万余人。这时，驻防菲律宾的美国海军只有一支规模不大的特混编队，由哈特海军上将指挥，称之为“亚洲舰队”。它的主要舰艇只有巡洋舰3艘、驱逐舰13艘和潜艇29艘，而且多较陈旧，战斗力不强。麦克阿瑟强烈要求加强驻菲律宾的航空兵力，特别希望多装备一些被誉为“空中堡垒”的B－17型轰炸机，以遏制日军的进攻。可是到开战前，美军在菲律宾仅部署各种飞机约300架，其中有B－17型轰炸机35架和P－40型新式战斗机72架。
日军认为上述美军航空兵力是个严重威胁，进攻菲律宾的部队很可能在海上航渡和突击上陆阶段大受其害。因此，计划在登陆之前，首先以第11航空舰队和第5飞行集团所属的约500架飞机，对菲律宾实施充分的航空火力准备，以夺取制空权。所以日军上述航空部队预先已在台湾南部诸地展开。准备在发起袭击珍珠港作战之后，于12月8日晨起飞南下。但是日晨，台南、高雄等地浓雾密布，配署在该地的海军航空兵无法起飞，延迟到10时许才得以升空，向吕宋岛飞去。配署在台湾南部屏东、潮州各机场的陆军飞行队(属第5飞行集团)虽抢在浓雾袭来之前起飞，但其作战半径较小，飞至吕宋岛北部上空，未发现敌机，只轰炸了土格加劳机场和碧瑶附近的兵营，就返航了。
驻菲律宾的美军远东司令部12月8日获悉日军袭击珍珠港后，在是否使用B－17型轰炸机立即轰炸台湾日军的问题上意见不一。雷达站发现首批日机(陆军飞机)来袭后，美轰炸机起飞规避，战斗机前去迎击。这批日机退去后，美机返回机场加油时，因雾推迟起飞的日海军飞机临空，对机场上的美机进行猛烈轰炸。据战后美国公布的资料记载，在这次轰炸中，B－17型轰炸机被击毁17架，伤5架，P－40型战斗机被击毁40余架，使美驻菲航空兵大伤了元气。
此后，日第11航空舰队又于9日和10日对马尼拉周围的航空基地和马尼拉湾的舰船进行了袭击；11日和12日对克拉克、伊巴和甲米地等基地进行了袭击；13日对尼科斯、克拉克和德卡敏等机场进行了袭击。经过这几次袭击，驻菲律宾的美机仅剩轰炸机和水上飞机各约10架以及战斗机约20架。
日第5飞行集团的陆军飞机空袭吕宋岛北部地区后，因受航程限制，未再参加上述航空火力准备，它这时主要被用于为实施登陆的先遣部队担任空中掩护。日军一面实施航空火力准备，一面派出先遣部队在巴林塘海峡北面的巴坦岛、南面的甘米银岛和加拉鄢岛登陆，接着又在吕宋岛北部的阿帕里、维甘等地登陆，抢占了各地的机场。随着先遣部队的进攻，日军及时将其机场向新占地区转移，使陆军飞机作战半径不断向前延伸，以便协同海军航空兵掌握战场上的制空权。
美国的亚洲舰队司令哈特海军上将获悉日军开始进攻，决定将其水面舰艇撤往荷属东印度，仅留下潜艇部队在菲律宾进行抗击。其实，哈特早有安排，“马波亥德”号轻巡洋舰和8艘驱逐舰携带1艘供应舰，在开战前的11月份已经驶往婆罗洲(今加里曼丹岛)。日军一开始轰炸吕宋岛，“休斯敦”号重巡洋舰(旗舰)就同“博伊西”号轻巡洋舰会合，于8日夜从怡朗启航，经苏禄海，驶往望加锡海峡。“兰利”号水上飞机供应舰、“佩科斯”号和“特里尼迪”号油船也于同日夜，在2艘驱逐舰和2舰潜艇的护航下驶离马尼拉湾。10日乘“棉兰老”号炮舰从香港驶抵马尼拉湾的南海巡逻部队指挥官哈德逊海军上校，根据哈特司令的指示，带领4艘炮舰和2艘扫雷艇，于同夜启航驶往打拉根。美亚洲舰队的主要舰艇至12月10日几乎已全部撤离菲律宾海域。
日军夺取了菲律宾地区的制空、制海权后，其第48师团于12月17日从台湾启航，22日深夜在吕宋岛西部的仁牙因湾(即林加延湾)登陆。日第16师团的主力于17日从奄美大岛启航，24日拂晓在吕宋岛东部的拉蒙湾登陆。另有部分日军从帛琉出发，在此期间攻占了吕宋岛南端的黎牙实比、棉兰老岛的达沃以及和乐岛等地。特别是从仁牙因湾和拉蒙湾登陆的两支主力部队，上岸后迅速对马尼拉实施向心突击，菲律宾首都危在旦夕。
美菲军队虽有13万人，但仓促组建的菲律宾部队占四分之三以上。麦克阿瑟将3．1万美军集中部署于马尼拉周围，而将装备较差、训练不足的10来万菲军部署在沿海一带。当日军从各地登陆后，菲律宾部队几乎没有进行抵抗，便全线溃退。麦克阿瑟认为，日军来势正猛，马尼拉防线必被突破，则于12月26日决定：主动撤出马尼拉，退至巴丹半岛，凭借预设阵地进行抗击。日军没有紧追向西撤退的美、菲部队，仍按大本营的原定计划向马尼拉推进，并于1942年1月2日占领了马尼拉城。
1月10日，日军开始进攻巴丹半岛。但其第5飞行集团和第48师团等兵力已被调往他地，以第65旅团为主向美、菲军阵地发动多次进攻，均无进展。后以第16师团的部分兵力增强攻势，抗击奏效，遂于2月8日停止进攻。到3月底，日军大本营向菲律宾增派步兵第4师团和炮兵部队共约2．2万余人，并于4月3日再举进攻。美军由于得不到增援，伤病员不断增多，麦克阿瑟也于8月10日离开菲律宾去就任新职，守军士气低落。日军迅速向巴丹半岛南端推进，那里的美、菲部队于4月9日投降。接着，日军连续炮击和轰炸与巴丹半岛相隔约1海里的哥黎希律岛，摧毁了守军的火炮和防御工事后，于5月5日深夜渡过海峡登陆。接替麦克阿瑟指挥菲律宾作战的温赖特少将遂于5月6日宣布投降。随后，菲律宾南部各岛的美、菲部队也大部投降，但有一部分菲军拒绝服从命令，带着武器潜入山中继续抵抗。日军在这次进攻战役中死伤约1．2万人。