中日双方特工在沦陷区直面搏杀的同时，中国大后方的密电破译战也悄无声息地展开了。在重庆，早年留学日本的译电员池步洲，年仅30岁，经验尚无，但是他发现收到的日军密电基本是英文字母、数字、日文的混合体，这成为他破译日军密码的起点。
“在翻阅英文日密过程中，只见英文字母一个接一个地连缀在一起……”他很快找到门道，“首先，我断定它只能以两个字母为一组来代表日语的一个字母或一个汉字，或一组汉字。其次，就按我这个思路把每一份日密从首到尾划为双字组，然后再进行观察，看一看能否从中找出什么名堂来。”
“这是一个十分琐碎而又枯燥乏味的繁重工作。但功夫不负有心人，这话不差。一天晚上，我对若干份英文日密进行划组观察时，发现有那么若干双字组特别显眼，例如MY、HL、GI……”
池步洲作了进一步统计后，发现这样的英文双字组正好有10组，极可能代表着0～9的10个数字。根据这一发现，池步洲做了大胆的猜想：他将这十组假设的数字代码使用频率最高的MY定为“1”，把频率最低的GI定为“9”。另外，日军密电中的数字，很可能表示的是当时交战军队的部队番号和兵员数目等数字。然后池步洲到部队进行核对，由此找到了越来越多的突破口。
除此之外，他并结合密码中的许多隐语，如“西风紧”表示与美国关系紧张，“北方晴”表示与苏联关系缓和，“东南有雨”表示中国战场吃紧……顺藤摸瓜，最终破译出一份份日本军部大本营发出的密电。
1941年12月3日，池步洲破译了截获的一份由日本外务省致驻美大使野村的特级密电：
1.立即烧毁一切机密文件;2.尽可能通知有关存款人将存款转移到中立国家银行;3.帝国政府决定采取断然行动。
与此同时，军统女译电员姜毅英也破译了日本军部无线电密码，侦知日军将于同年12月7日偷袭珍珠港美国海军的绝密情报。她立即将此情报交戴笠亲自处理，戴笠极为兴奋，立刻将电报转呈蒋介石。
蒋如获至宝，即批示“速通知美国政府”。但美国人一向轻视中国，因而对中国提供的情报付之一笑。一位海军官员还说：“哪有这种事，是中国故意挑拨美日关系的伎俩吧！”由于美方丝毫没有采取预防措施，结果日本于美国时间1941年12月7日凌晨突袭珍珠港，使美军太平洋舰队几乎遭到灭顶之灾。尽管如此，蒋介石对戴笠能及时获得日军情报，并事先转告美国，感到十分满意，称军统情报工作做得好，提高了中国情报工作的声誉。
日军的偷袭证实了军统情报的可靠性，美方开始对军统刮目相看。后来，美国海军司令部主动找戴笠，协商成立了“中美情报合作所”，由戴笠任主任，美国海军准将梅乐斯任副职。从此，大批美国特务人员及特种装备源源进入中国。
姜毅英由于及时侦知日军偷袭珍珠港的情报被嘉奖，晋升为军统本部第四处电台台长，后来成为军统局唯一的女少将。由于姜毅英是谍报人员，必须保密，所以她晋升的消息并未记录在台湾“国防部”等单位官方公开的数据中，但在“情报局”内部档案却有清楚的记录。日本海军大将山本五十六在偷袭珍珠港成功后，向东南亚进军，攻占英、法在东南亚的属地，控制马六甲海峡。1943年4月18日，山本五十六及其随从分乘两架专机，由6架战斗机护航，出巡太平洋战争前线，鼓舞日军士气。
远在重庆的中美情报合作所得到两份关于山本五十六出巡日程的电报。一份用日本海军密电拍发，通知到达地点的下属;一份用LA码拍发，通知日本本土。后一份密电被池步洲破译了，包括山本的到达时间、离埠时间和相关地点，以及山本即将搭乘的飞机型号和护航阵容等，被中方一一掌握。
蒋介石下令将此递交给美国总统罗斯福。由于此前有过珍珠港的教训，罗斯福这次命令海军部长诺克斯“干掉山本”。诺克斯授意海军上将尼米兹执行命令，尼米兹与南太平洋战区指挥官哈尔西商讨后，在4月17日批准了拦截并击落山本座机的刺杀任务。
4月18日，山本的战斗机队伍一如情报出现在南太平洋目标空域，被美军16架P-38战斗机急袭，山本的座机被击落，山本当场毙命。
