B—25飞机是美军当年服役的一种新型双发重轰炸机，载弹两吨。根据杜立特建议，机械师对飞机稍加改装，减小负载，增设副油箱，增大航程，使之携带2000磅炸弹，能飞行4000公里，达到海军的航程要求。然后，杜立特带领参战飞行员，在模拟飞行甲板上，训练驾机短距起飞滑跑和海上远程飞行技术。经过一个月反复演练，杜立特和他的队员们令人难以置信地实现了驾驶陆地重型飞机在航空母舰甲板上短距起飞的梦想。
1942年4月2日，新服役的美军航空母舰“大黄蜂号”，搭载杜立特和特遣队的飞行员以及16架经过改装的B—25型陆军轰炸机，从旧金山启航，绕过人迹罕至的北太平洋风暴区，在指定海域会合“企业号”航空母舰及一队巡洋航，组成特遣舰队，浩浩荡荡，继续西航，秘密朝日本海岸线方向进发。美军舰队计划4月18日夜间驶抵距日本海岸800公里的海域，午夜发送攻击飞机升空，然后舰队返航。16架轰炸机则由杜立特上校率领，乘夜黑在海上飞行，19日清晨抵达日本，执行轰炸任务后，直飞中国降落。
4月17日，美国海军特遣舰队进入距飞机起飞点24小时航程水域，机械师们对出征飞机作了最后一次检查。甲板人员为飞机注满燃油，挂好炸弹。一切准备就绪。入夜时分，一艘日本哨舰的回波出现在“大黄蜂号”的雷达屏幕上。幸好有惊无险，日舰未发现美军特遣舰队。美舰赶紧折转航向，避开日本哨舰，继续西航。再安全航行一夜，成功在望，不料18日清晨6时，在距日本海岸线1000公里处，被“日东丸”23号发现。行踪暴露的美国特遣舰队进退两难：继续西航将使舰队闯进日本岸基飞机和几支舰队的伏击圈；立即发送飞机升空又使其作战航程增加了200公里，而且由夜间秘密攻击变为昼间攻击，并面对可能戒备森严的日军空防火力。同时在中国机场降落的时间也由白昼变成了午夜，飞行的危险系数大大增加。