珍珠港事件后，美国在相当长的一段时间内丧失了对西太平洋的控制，美国国内军民士气都非常低落。为了重振士气，罗斯福希望能对日本实施一次轰炸，打破日本所谓的本土绝对安全圈。
罗斯福将这一想法告诉了美国海军舰队总司令兼海军作战部长厄内斯特·金，征求他的意见。厄内斯特·金认为总统的想法是可行的，并表示全力支持。随后厄内斯特·金找到了本已退役的美国陆军航空兵中校詹姆斯·哈罗德·杜立特，要求他完成这一任务。
其实对于杜立特而言，这项任务还是非常具有挑战性的，二战时的轰炸机没有横跨太平洋的能力，要轰炸日本必须将轰炸机运抵日本附近。可是当时美国在日本周围还没有获得任何战略据点，所以对日本的轰炸只能由航母去执行。但在此之前，美军从来没有在航母甲板上起飞过大型轰炸机。
不过厄内斯特·金和杜立特都认为只要经过训练，美国现有的轰炸机是可以完成这个任务的，在技术方面应该是没问题。
经过一番挑选，杜立特选中了北美航空公司出产的B-25B米切尔轰炸机，这款飞机可载重磅，约公斤，飞行超过公里，是唯一可以完成轰炸任务且能够登上航母的轰炸机。
按照杜立特最初的计划，他希望美军的航母舰队能在日本海军的警戒圈之外放飞飞机，飞机在执行任务结束后飞往苏联远东港口海参崴，这条路线是最短的，也是最佳的。
但是苏联方面没有同意美国人的请求，因为当时苏联与日本早已签署《日苏中立条约》，两国虽处于不同阵营，但却保持着和平，斯大林不想因为美国人而得罪日本，因此拒绝了美军飞机降落海参崴的请求。
不能在苏联降落，那么B-25B就只能降落在中国，但当时中国东部大部分地区已经沦陷，B-25B只能飞到武汉和重庆，所以美军的航母需要更加靠近日本在放飞飞机，至少前进至距离日本公里以内的区域，否则飞机起飞后的燃料不足以飞到中国的安全区域。
对此杜立特决定放手一搏，他挑选了24架B-25B执行任务，负责运载的航母是大黄蜂号和企业号，另外还有14艘护航和补给舰。不过由于种种问题，最后只有16架B-25B成功上舰。
年4月2日上午10时，空袭舰队由加利福尼亚阿拉米达出发，全力奔赴日本。
但计划永远赶不上变化，就在4月18日清晨7:38，空袭舰队在距离日本本公里的区域被日军巡逻船日东丸23号发现了，虽然美军舰队很快击沉了日东丸23号，但日东丸23号仍旧向东京发送了讯息。
变化来得如此突然让杜立特非常不安，他担心美军的行动会被日本发现，而此时他们所处的区域是日本联合舰队的绝对控制区，一旦被日本海军包围，那么空袭舰队就全跪了。
几经思索，杜立特决定立即放飞所有飞机，到8:20至9:19之间，16架B-25全部起飞。
（在甲板上等待起飞的B-25）
起飞后的B-25尽量贴近海面低空飞行，以此躲避日军雷达侦查。飞行6小时后，16架B-25于东京时间正午飞抵日本上空，对东京的10座军事和工业目标进行了轰炸，之后又轰炸了横滨，横须贺、名古屋、神户、大阪几座城市。
面对美军的来袭，东京市民和日本陆海军是一无所知，他们不敢相信美军的轰炸机竟然出现在自己的上空。在确定是美军来袭之后，日本防空网对美军轰炸机进行了密集的拦截，但没有打下一B-25B。
结束轰炸之后，16架B-25B准备立即向中国东部沿海飞去，他们计划在浙江的几座机场进行补给，这几座机场尚在国民政府的控制下，然后再飞往重庆。不过由于一架飞机的燃油消耗过快，它被迫飞往苏联海参崴，剩下的15架飞机则马不停蹄地赶赴中国。
然而在前往中国的途中，美国的轰炸机队伍遭遇了恶劣的天气，所有飞机都没能成功在机场降落，而是全部在东南亚海地区迫降。
在迫降过程中有多名飞行员牺牲，还有8人被日军俘虏。除此以外包括杜立特本人在内，所有幸存和未被日军俘虏的机组成员全部得到了当地中国百姓的热情帮助，他们当中的大部分人被成功地送往重庆。之后为了报复当地百姓，日军对浙江地区进行了扫荡，大约25万无辜百姓遇难，日军之野蛮令人发指。
至于飞往苏联的8号机则在海参崴以北65公里的机场降落，随后机上所有成员被苏联扣押，后来他们通过伊朗返回国内。
本次行动路线图和所有机组人员去向如下：
本次空袭行动被后世称之为“杜立特空袭”，虽然这次空袭并没有对日本造成严重的破坏，但却大大提升了中美等国抗日的士气，也打破了日本所谓的绝对安全圈，为日后轰炸日本积累了宝贵的经验。
（里根总统为杜立特授衔）
