1884年4月4日，日本长冈市武士高野贞吉家的第六个儿子呱呱坠地了。因为这一年高野贞吉56岁，所以给儿子取名为“高野五十六”。
这位贫困武士的儿子，自幼具有坚强的意志和争强好胜的进取精神。17岁那年，他考入江田岛海军学校，1904年毕业后任“日进”号装甲巡洋舰上的少尉见习枪炮官，参加了日本海军名将东乡平八郎指挥的1904——1905年的日俄海战。在战斗中，他负了重伤，左手的食指、中指被炸飞，下半身被炸得血肉模糊，留下了累累弹痕和终身残疾。由于他只剩下了八个手指，同僚们给他起了个“八毛钱”的绰号。1914年，他以上尉军衔进入海军大学深造，1915年晋升为少佐。1916年，他从海军大学毕业后，登记为山本带刀之养孙，改姓“山本”，由高野五十六成为山本五十六。
他是一个孝子，当军官后还常常回乡为高野、山本两家的祖坟扫墓，大部分薪水都寄给了母亲，接济哥哥、姐姐，有时还为亲戚和老师的子弟缴纳学费。据说这是他迟迟不成家的一个重要原因。1918年8月，山本和故乡一位朴实、美貌的挤牛奶姑娘礼子在东京举行了婚礼。婚后他们生有两男两女。
山本五十六身材短粗，略显驼背，但却很结实。他身高只有1．59米，与他崇拜的偶像东乡平八郎恰好一般高。他外表文质彬彬，神情忧郁，显得心事重重，内心却倔强刚健，胆大心细，深谋远虑，富有带兵才能。1924年，山本刚调到霞浦航空队任副队长时，这里的飞行员留长头发，蓄小胡子，军容不整，军纪松弛。他决心加以整顿。可这些散漫惯了的飞行员。起初根本看不起这位其貌不扬的外行长官。年已40的山本，除严格要求部属履行自己的职责外，每天主动象小伙子一样接受几小时的飞行训练。没过多久，他的飞行技术超过了不少青年学员，达到了单飞教练机的水平。他以自己的意志和才干，在飞行员中建立了威信。在山本的组织指挥下，霞浦航空队的训练和军纪焕然一新。1926年，山本调任赴美时，队员们十分惋惜。当山本乘坐的”天洋丸”号起航时，一个中队的飞机出现在该船上空，飞行员们驾机俯冲掠过，向他们尊敬的上司道别。
1928年，山本从美国归国，先后在巡洋舰“五十铃”号、航空母舰“赤城”号上担任舰长和海军航空部技术处长、第一航空队司令官等职。1930、1934年两次赴伦敦参加海军裁军会议。1934年晋升中将，就任航空部部长。在此期间，山本最感兴趣的是飞机，他大肆鼓吹“空军本位主义”，“以航空母舰为基地的进攻战”。
他以东乡平八郎的一举成功的战略思想为基础，认为要与实力雄厚的美英开战而操胜券，必须突然袭击，先发制人，开战之初就使对方崩溃。偷袭珍珠港的大胆设想的出笼，正是山本战略思想的必然产物。
美国人约翰．托兰对山本进攻珍珠港计划的产生曾有一个符合逻辑的推测。1921年，美国出版了《太平洋海上霸权》一书。四年后该书的部分内容被创作为小说，取名《伟大的太平洋战争》，书中描写了一支日本舰队偷袭珍珠港、关岛和菲律宾群岛等情况。这本书被日本海军参谋部译成日文，列入海军大学的课程。该书出版时，山本正在华盛顿任武官，这位孜孜不倦地钻研海军学术，又具有相当英语造诣的山本，不可能不注意到这本书。
奇袭珍珠港作战计划的产生与山本的性格特点也有密切的关系。山本是个冒险家，极喜欢在陡壁、桥边等危险的地方表演倒立行走，对赌博尤为着迷。西方有人针对奇袭珍珠港之战说过，只有赌徒才敢冒那么大的风险。山本正是赌徒，他把赌博和碰运气的游戏看得比饮食还重要，玩扑克、打桥牌、下围棋、打赌都称得上是行家里手。他与同僚赌，与部属赌，还常跟艺妓赌，走到那里，赌到那里，而且赌得认真，赌技超群。1910年，山本为一件不大的事与他的密友掘一下子赌了3000元，这笔钱在当时能买幢好房子，结果山本输了。虽然掘一笑了之，山本却坚持还债，每月从薪金中扣，一直扣了十几年。山本出使欧洲时，进过好几个国家的赌场。传说由于他赌得太精，赢钱太多，有的赌场经理禁止山本入场。山本也曾夸口说，如果让他在世界上逍遥两年，赢的钱至少能买几艘大军舰。总之，东乡的影响，美国的小说，加上山本个人秉性等各种因素，促成了奇袭珍珠港计划的形成。1939年9月1日，在德国入侵波兰的当天，山本当上了联合舰队司令官。从这时起，他基本上可以放手按他的观点建设现代化日本海军，训练重点放在以航空母舰为基地的航空兵方面。在1940年的一次春季演习中，当他看到航空兵在训练中取得理想成绩时，转身对他的参谋长说：“训练很成功，我想进攻夏威夷是可能的。”从这时候起，山本就着手准备珍珠港之战了。
珍珠港位于日美之间太平洋东部的夏威夷群岛，距日本3500多海里，距美国本土2000海里，是美国太平洋舰队最重要的基地。1941年1月7日，山本写信给海军大臣及川古志郎，正式提出了偷袭的设想。此后就和几个参谋一起，极端秘密地制定“Z”作战方案。6月，正式方案提出后，曾在日本上层引起争论，一些人不相信庞大的舰队横渡3500海里而不被发现，对这一计划的可行性表示怀疑。山本固执己见。甚至以辞职相要挟。日本统治集团为了“南进”，于10月中旬批准了这个计划。于是，山本指挥联合舰队选择了与珍珠港相似的鹿儿岛湾，开始了紧张的模拟训练。
1941年12月7日凌晨，从六艘航空母舰上起飞的第一攻击波183架飞机，穿云破雾，扑向珍珠港。7时53分，机群发回“虎、虎、虎”的信号，表示奇袭成功。此后，第二攻击波的167架飞机再次发动攻击。仓促应战的美军损失惨重，8艘战列舰中，4艘被击沉，一艘搁浅，其余都受重创；6艘巡洋舰和3艘辅助舰艇被击伤，188架飞机被击毁，数千官兵伤亡。日本只损失了29架飞机。日本联合舰队的军官们握手相庆，欣喜若狂。山本虽故作镇静，但他的部属们仍看得出他激动得满脸通红，露出开心的笑容。
珍珠港事件发生后，美国总统罗斯福把12月7日宣布为“国耻日”，而大洋另一边的日本举国欢庆。山本五十六立即成为家喻户晓，妇孺皆知的大英雄。由于山本策划和创造了世界海战史上远距离偷袭的奇迹，使得他威名大震，显赫一时。山本面对其一生的最得意之作，并没丧失理智。他深知，当时美国的生产能力数倍于日本。美国的战争机器一旦开动起来，日本断难获胜。出于赌徒的本能，山本想对美国再进行一次奇袭，进攻珍珠港西北近1300英里的中途岛。但是，这次山本输了。由于美军破译了日军的密码，赢得了作战准备时间，调兵遣将，布下了伏击日军的陷井，以劣势兵力重创日军，击沉了日本的4艘航空母舰，一舰重巡洋舰，重伤1载重巡洋舰和2艘驱逐舰，击毁日机332架，数千日军官兵包括许多富有经验的舰载机飞行员丧生。美军仅损失航母一艘、驱逐舰一艘，飞机147架。这一挫折，沉重打击了山本的自尊心，日本海军也从此开始走下坡路。
1943年4月，美军情报人员再次破译了日军的密码，获悉山本将于4月18日乘中型轰炸机，由6架零式战斗机护航，到前方视察的消息。罗斯福总统亲自做出决定：“截击山本。”美国人从容部署，派出战斗机空中伏击，击落了山本五十六的座机。第二天，日军找到了座机残骸。山本五十六依然被皮带缚在座椅上，他头部中弹，仍挺着胸，握着佩刀，但垂下了头。
日本方面将山本五十六的死讯封锁了34天。5月21日东京电台才宣布“山本壮烈牺牲”的消息。日本当局追授山本元帅军衔。6月5日，举行了百万人参加的葬礼。