海军航空本部部长
从伦敦回国后，1935年12月，山本五十六被任命为海军航空本部部长。他对这一职位很满意，原因之一就是他对航空很感兴趣。一到任，就按照自己多年来的想法加强，航空母舰部队和陆基航空兵在他任航空本部技术处长时，他就开始对飞机进行技术改造，生产全金属高性能飞机，并提出“国产化”的口号。1933年，他主持设计成功远程陆基机“八试特种侦察机”，1934年成功地改造为“九试中型陆基轰炸机”，1936年投入大批量生产，被称为“九六式陆基轰炸机”。这种飞机在当时世界各国中，技术和攻击力堪称一流。山本五十六在任航空本部部长期间，每月至少要到三菱重工业公司和名古屋的飞机制造工厂去访问一到两次，并且想方设法争取三井、住友和日立三大公司参与航空工业的发展。此外，他还经常到曾经工作过的霞浦海军航空队探视，给予海军航空事业高度关注。其间曾经发生许多有趣的事情。当时，由于技术和人员素质方面的原因，航空队事故发生率很高，航空队副队长桑原雄虎对此一筹莫展。这时，有人向他推掉了一名看相先生，说是能够分辨哪些人适合驾驶飞机，桑原向有关方面提出建议，结果引起一片嗤笑。只有山本表示大力支持。事实证明，这种看相的方法实际上是一种经过长期观察积累的经验方法，在当时科技尚未发达的情况下，不失为一种办法。结果，这位看相先生被正式任命为海军航空本部顾问。这件事既表明了山本对部属的关心，也说明了山本在某些方面与常人想法不同，几乎完全凭直观的判断。这或许也是他袭击珍珠港的原因吧！