日本偷襲珍珠港得手，美軍在之後的交戰中連吃敗仗。眼睜睜看著日本人從北半球打到南半球，從太平洋打到印度洋，接踵而至的壞消息令美國民眾一片焦慮。此時，
羅斯福迫切需要一場勝利來提振軍隊士氣，鼓舞民眾鬥志，哪怕是一場小小的戰鬥勝利。於是，羅斯福向軍隊發出指示：儘快組織針對日本的報復性打擊！這可把美海軍難住了，轟炸機又飛不到，難道就憑那幾艘逃過一劫的航母去襲擊日本本土？
海軍參謀次長羅爾上校是個有心人，經過仔細觀察和分析，他提出從航母起飛轟炸機空襲東京的想法。方案獲得通過後，已退役的著名飛行員杜立特中校被任命為行動領頭人。
從當時美軍的數款轟炸機中，按照“能攜帶近1噸炸彈，續航達到4400公里”的基本要求，杜立特最終選中了新款的B-25來執行空襲任務。
起初，杜立特計劃空襲後飛往蘇聯海參崴，這樣航程可縮短1000公里。按租賃法案，這些B-25暫移交蘇聯，機組人員可返回美國。
然而，為避免兩線作戰，蘇聯已在一年前同日本簽訂了《蘇日中立條約》，斯大林根本不想在這個時候因同美國人合作而得罪日本。白宮也認為，即使蘇聯同意降落，機組人員也很可能被移交給日本，結局可想而知。
經過近兩個月的高強度艱苦訓練，1942年4月2日，“大黃蜂號”載著16架B-25和包括71名機組成員在內的200餘人出發了。
幾天後，“大黃蜂號”與以“企業號”航母為核心的護航艦隊在夏威夷海域會合。兩支艦隊隨即以20節的速度向西航行，全程保持無線電靜默。
18日清晨，在距日本本土尚有1000多公里的地方，艦隊被一艘日本巡邏船發現。擔心接到警報的日軍出動阻擊，萬分緊急下，杜立特當機立斷下令B-25提前起飛。
就這樣，16架B-25在一個小時之內相繼起飛，美軍開始第一次也是唯一一次陸基轟炸機從航母上起飛執行任務。
為躲避日軍雷達，飛往日本的B-25均貼近海面低空飛行。6小時後，16架B-25相繼飛臨日本上空，轟炸了東京等城市的10幾座軍事和工業目標。剛進行了防空演習的東京顯然毫無防備，雖然有零星的防空炮火及日機的追擊攔截，16架B-25都安然無恙。
按照計劃，B-25執行任務後一路向西飛往中國浙江，那裡的幾座機場會為他們亮起燈塔指引降落。然而，足足提前了10個小時起飛的B-25燃油已然不足，無奈之下，飛行員只得選擇棄機跳傘或海面迫降。
幸運的是，飛抵浙江沿海的15架B-25不管是迫降海面，還是機組人員棄機跳傘，大部分都得到了中國軍民的救助。
其中的8號機在出發時就發現燃油系統有問題，此時明顯撐不到目的地，萬不得已，8號機硬著頭皮向北飛向海參崴—儘管出發前杜立特一再告誡切勿飛往蘇聯。
在海參崴以北的一座機場降落後，B-25被蘇聯沒收，機組5人也被扣押。意外的是，除了關押以外，蘇聯並沒有為難他們。其中一人在之後談到當時的優待經歷時稱“感覺自己像是克里姆林宮的客人”。
後來，5人被轉移至距伊朗邊境幾十公里的一個地方，在那裡，他們用250美元賄賂了一個搞走私的阿富汗人，由他帶著進入伊朗的英國領事館。最終，在英國人協助下，5人取道印度搭機平安返回美國。
後來解密的蘇聯檔案揭示，那名“蛇頭”的背後其實是蘇聯的特工。當時，斯大林不願因為釋放美國人而激怒日本，因此先把5人轉移到日本情報網難以滲透的中亞地區，再派特工協助他們越境逃脫。如此“曲線救人”，也真難為了兩邊都不想得罪的斯大林。
與後來美軍超級堡壘B-29火燒東京相比，B-25執行的“杜立特空襲”造成的破壞著實微不足道。然而，這次 “讓天皇受驚”的空襲令山本五十六誤判“這些陸基轟炸機很可能是從中途島起飛的，美太平洋艦隊依然具備強大的打擊能力”。
“威脅一日不除，帝國一日不得安寧”，為擴大本土防禦圈，拒美國人於萬里之外，山本遂下定決心攻佔中途島。
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