Toată coasta occidentală a Pacificului se afla în mâinile japonezilor. Din acest motiv, bombardierele sunt nevoite să decoleze de la bordul portavionului USS Hornet, sub protecția portavionului USS Enterprise și a avioanelor de vânătoare de la bordul acestuia.
Escadra americană încearcă să se apropie cât mai mult de coastele nipone. Însă este reperată de o vedetă de supraveghere japoneză.
Temându-se de un atac al aviației inamice, amiralul Halsey, cel care comandă escadra, dă ordin bombardierelor să se ridice de îndată. Acest lucru se produce la o distanță de 650 de mile marine de obiectiv, cu 150 mai multe decât fusese planificat.
În consecință, raidul asupra Tokyo va avea loc ziua, nu noaptea. Tot în consecință, din lipsă de carburant și în lipsa unui vânt favorabil, avioanele aveau șanse minime să ajungă apoi într-o regiune sigură din China.
Cu toate aceste riscuri, prima fază a operațiunii se derulează conform planului. Bombardierele ajung la Tokyo zburând la joasă altitudine. Cele o mie de tone de bombe pe care fiecare le au la bord sunt lansate asupra instalațiilor industriale și portuare, evitând cu grijă palatul imperial, pentru a nu afecta sentimentul religios al japonezilor, arată un documentar realizat de Hérodote.
Apoi, bombardierele încearcă să ajungă la o regiune din China neocupată de japonezi. Toate reușesc să o facă, exceptând unul, care ajunge în URSS. Echipajul său este arestat și va fi extrădat apoi către Iran.
Celelalte bombardiere efectuează aterizări de urgență sau sunt pur și simplu abandonate de echipaje, care sar cu parașuta.
Dintre cei 80 de participanți la acest raid nebunesc, reușesc să supraviețuiască 71, printre care și Doolittle. Salvarea lor se datorează însă în mare măsură țăranilor chinezi, care rezistă japonezilor.
În săptămânile următoare, aceștia se vor răzbuna crunt, prin execuții în masă în comunitățile despre care se presupunea că i-ar fi ajutat pe americani.
Așa cum se scontase, această uimitoare operațiune militară șochează opinia publică japoneză: era pentru prima oară în istoria sa când Imperiul Soarelui Răsare era atacat pe propriul său teritoriu. Insularitatea nu îl mai proteja.
Șase săptămâni mai târziu, bătălia aeronavală de la Midway va marca un punct de cotitură în Războiul Pacificului.
Col. James Doolittle (al doilea din stânga) și echipajul său în fața bombardierului B-25