1942 年1月中旬， 接替金梅爾出任美國太平洋艦隊司令的尼米茲精心設計了一種空襲方案: 動用陸軍B-25 轟炸機， 用航空母艦將其運至離日本足夠近的海面放飛， 飛機在轟炸完東京後直接飛往中國境內， 在國民黨控制的機場降落。
這一任務交給了曾數次打破世界飛行紀錄的著名飛行員杜立特空軍中校。 杜立特率領精心挑選的16 組飛行人員， 于4 月2 日搭乘新服役的“大黃蜂號”航空母艦從三藩市起航。 4 月18 日晨7 時20 分， 在距東京668海裡的海面上， 杜立特率領的16 架B-25 飛機先後飛離航空母艦。
中午12 時30 分， 當杜立特駕駛的飛機率先飛抵東京上空時， 他驚奇地發現， E 本人竟毫無戒備， 大多數人正在平靜地用午餐， 街上的行人聽到飛機的轟鳴聲後還不斷地向飛機揮著手， 以為是日本空軍在做逼真的表演。 直到一枚枚重達500 磅的炸彈從飛機上暴雨般傾瀉下來時， 日本人才明白過來:“是美國人的飛機， 不是演習， 是空襲!”街上的行人驚呼著四散奔逃。 負責防空的高炮部隊也倉促應戰， 朝著天空漫無邊際地胡亂發射。
杜立特率領的16 架飛機中， 有10 架在東京分別襲擊了鬧市區、新橋車站、煉鋼廠、煉油廠等， 並在無意中擊毀了一個偽裝的大型儲油場。 另有3 架襲擊了橫濱的工廠和油庫， 2 架在飛往京都的途中襲擊了工業城市名古屋， 1地龍士一內遊的神戶。 給川崎飛機工廠造成了相當大的損失。