日本袭击珍珠港后，美国总统罗斯福呼吁美国人民记住这一耻辱。为了报仇，罗斯福亲自下令美国陆军和海军轰炸日本。用陆基飞机从中国起飞，飞机只能单程飞行。直到1942年1月中旬，金海军上将的参谋部才想出了一个计划：从一艘航空母舰上派出陆基轰炸机轰炸。航空母舰可以将飞机载到日本海附近，但中型轰炸机不能降落在航空母舰上，完成轰炸任务的飞机将飞往中国大陆。
该计划选择了中型轰炸机B-25B和最新的航空母舰大黄蜂，并由詹姆斯·杜立特中校领导完成，詹姆斯·杜立特是当年飞行速度世界纪录的保持者。为此，B-25B进行了改装，拆除了所有不必要的设备，增加了油箱和伪装木枪。两架B-25B于1942年2月3日在大黄蜂号上成功起飞，证明了该计划的可行性。此后，第17轰炸机大队的志愿者组成了24套机组，这些机组成员只知道将完成一项非常危险的秘密任务。机组花了一个月的时间在跑道上标明的模拟飞行甲板上进行短距离起飞和滑动，大黄蜂甲板上标有与陆地跑道相同的中心线。
1942年4月2日，大黄蜂在6艘船的护航下下载了杜立特的机组人员和16架B-25B，告别了旧金山的金门大桥。4月14日，大黄蜂穿过北太平洋风暴区，在阿留申群岛和中途岛之间的指定地点与哈尔西的企业号相遇。“迈克特遣舰队”——这是任务的代号，在阴暗的海面上进入九州海岸以西400英里的目标海域。通知任务目标后，全体工作人员欢声雷动。“英国路透社报道，美国三架轰炸机轰炸了东京，”特遣舰队在路上收到了东京广播电台的广播。这个消息太可笑了。日本人不在乎这种宣传，沐浴在温暖的阳光和樱花的芬芳中享受春天。日本的毫无准备增强了机组人员完成任务的信心。
4月17日下午，“迈克特遣舰队”离起飞点只有24小时，大黄蜂上的甲板人员对B-25B进行了最终检查。每架飞机携带4枚500磅炸弹，米切尔上校勋章系在炸弹上。炸弹上还写着:“我们不想燃烧世界，只想燃烧东京”。晚上，雷达发现了日本海上警戒线最外层的哨艇，舰队改变了航向。4月18日上午7:30后不久，一艘敌舰发现了一支特遣舰队，其无线电报警被舰队接收。几分钟后，前卫巡洋舰用炮火击沉了这艘小型服务艇。杜立特和哈尔西决定立即起飞，即使多飞100英里，也不能让舰队冒险，这绝对是正确的决定。尽管日本防线即将处于警戒状态，但日本人并没有预料到当天会发生袭击。
“让杜立特和他勇敢的中队起飞吧。一路平安，上帝保佑！哈尔西向大黄蜂号发出信号。上午8点，大黄蜂号转身迎风。杜立特紧紧握住船长米切尔上校的手，然后对同伙喊道：“伙计们，就这样吧。让我们一起开始吧！巨大的大黄蜂号在她所依附的海水中与落叶没有什么不同，甲板前后摇晃几乎靠近海面。B-25左翼已经伸出了大黄蜂的左弦，杜立特最大限度地增加了油门，飞机摇摇晃晃地冲向强风，沉重的身体在甲板的尽头慢慢抬起，然后每架飞机离开船，甲板发出了一阵欢呼。8时24分，16架飞机全部安全起飞。海军摄影师约翰·福特中学和他的摄影团队拍摄了整个起飞过程。
哈尔西在他的记忆中写道：“那天早上，风在咆哮，大海在咆哮，蓝色的海水在航空母舰两侧爆发出一簇簇波浪，”吉米带领他的中队起飞。然后我的值班人员在旗舰航海日志上写道：改变航向，转90度，立即以每小时25海里的速度退出该海域 “杜立特带领他的中队向西飞，每个飞行员都知道自己想要轰炸的军事目标、钢厂、飞机厂和电站。机组人员开玩笑说，他们想通过扔硬币来决定谁将炸弹扔进日本宫殿。事实上，宫殿、医院和学校都不在轰炸目标之列。机组人员开玩笑说，他们必须通过扔硬币来决定谁将炸弹扔进日本宫殿。事实上，宫殿、医院和学校都不在轰炸的目标之列。即使在350架B-29轰炸东京时，宫殿也是绝对的保护区，这是对敌人最后的尊重。两个小时后，东京时间12时20分，当杜立特的轰炸机低空经过东京湾时，东京的人们正在吃午饭，一群巡逻机没有发出警报，阻止低空飞机的防空攻击阻塞气球，刚刚在早上的防空警报演习结束，甚至九架战斗机也没有发现杜立特。当天中午，东条英机碰巧视察水户航空学校乘飞机返回东京。东条的秘书发现一架双引擎飞机从右边飞来，涂上了一个不熟悉的标志，然后突然醒来，“美国飞机！”。如果B-25不拆除机枪，也可能会为这项任务增加额外的结果。
“继续在郊区上空向正南和东京东区中心低空飞行。上升到1200英尺的空中，转向西南飞行，向容易着火的地区投掷炸弹。”杜立特在如实记住航空日志的同时，留下了第一颗高爆炸弹。“高射炮火非常猛烈，但只有一架飞机几乎被击中。降到屋顶高度，然后钻进西郊低空的烟雾中，然后转身向南飞到海上。报警器又响了。在午餐时间拥挤的街道和公园里，当第一批轰炸机经过天空时，人们看着头顶。人们挥挥手，以为日本空军在做逼真的表演。只有当爆炸震惊首都，滚滚浓烟升起时，他们才知道这是真正的轰炸。在撤退的航空母舰上监控东京广播电台的船员，从播音员声音后面颤抖的警报声中，我知道杜立特的飞机已经到达了城市。在接下来的20分钟里，另外十架美国轰炸机经过头顶，城市发生了一系列爆炸。这十架飞机遇到了强风，与前两架飞机拉开了距离，但飞机从四面八方飞来，继续造成混乱。另外三架B-25轰炸机同时到达名古屋、大阪和神户。日本战斗机司机不知所措，很长一段时间都不知道袭击是从哪个方向来的。美国轰炸机趁机向东逃往中国海，日本战斗机追赶已经来不及了。
袭击日本的16架飞机都脱离了目标。其中一人受伤飞往海参扭，随后被苏联拘留。其余15架飞机飞往中国，目标是湖南株州机场，但由于黑暗、雾和缺油，飞机没有到达目的地。15架飞机散落在中国浙江和江苏。75名机组中，3人在飞机迫降时死亡，8人跳伞在日本占领区被日本俘虏，其中战后只有4人幸存。杜立特的降落伞慢慢落在农田里，然后杜立特被中国农民救出，杜立特用生硬的中国话说：“我在天上打日本！"，这就够了。杜立特和其他63名机组人员随后被中国军民护送回国。1990年，健在的机组人员还组织了一次聚会，并邀请了当时保护他们的五名中国老人参加。
这次袭击除了破坏90座建筑物，造成数十名平民死亡外，并没有造成多少实际损失。然而，正如总统所料，它直接激发了美国的士气，“杜立特做得很好”洛杉矶时报称赞它。罗斯福为此事增添了浓厚的神秘色彩，他说，这次进攻是从“香格里拉”开始的。“香格里拉”是詹姆斯·希尔顿小说《失去的地平线》中的神秘天堂，以掩盖使用航空母舰的事实。空袭失去了日本参谋部的面子。因为没有情报表明美国航空母舰上有双发飞机，空袭后几天内还是不明白发生了什么。然而，通过将一系列情报联系起来，包括发现美国舰队、空袭、在中国发现飞机残骸、用严刑拷打从囚犯那里获得供词，我们可以了解袭击的发动过程。随后，联合舰队立即组织了对迈克特遣舰队的截击。然而，哈尔西的特遣舰队很容易避开追击飞机，舰队通过阴霆雾障飞行。几天后，日本帝国海军放弃了追逐。