En sådan attack skulle vara ett svek gentemot USA:s president Donald Trump och skulle också kunna riskera att utlösa en bredare regional konflikt i Mellanöstern, enligt källorna.
De understryker att det är oklart om israeliska ledare har tagit ett slutgiltigt beslut gällande planerna och framhåller samtidigt att det råder djupt delade meningar inom USA:s regering huruvida Israel faktiskt kommer att attackera.
"Möjligheten till ett Trump-förhandlat avtal mellan USA och Iran som inte avlägsnar allt uran som Iran har gör chansen till ett anfall mer sannolik", säger en annan källa med insyn till CNN.
Irans högste ledare ayatolla Ali Khamenei sade på tisdagen att han tvivlar på de pågående kärnenergisamtalen med USA, som pågått i flera rundor sedan den 12 april.
Utspelet kom efter det att Trump nyligen uttalat sig positivt om samtalen och sagt att ett nytt kärnenergiavtal kan vara nära.