珍珠港事件爆发后，美国方面一直在策划如何复仇，为此罗斯福开始勾画轰炸东京的方案。1942年1月中旬，美军采取了从大黄蜂号航母上出动中型轰炸机B-25B进行轰炸的方案。
为此B-25B不得不拆掉了一切不必要的设备，增加了油箱和伪装用的木制机炮以使其能够从航空母舰上起飞。1942年2月3日，经过改装的两架B-25B从大黄蜂号上成功起飞，计划的可行性得到验证。
1942年4月2日，大黄蜂号在6艘舰只的护航下，载着杜利特的机组人员和16架B-25B，向目的地驶去，随后同企业号汇合，并以迈克特遣舰队为本次任务的代号。而此时的东京正沉浸在联合舰队所取得的胜利之中，警戒松散。
4月18日上午8时，16架轰炸机全部安全的从大黄蜂号航空母舰上起飞，飞机飞向预定的军事目标、钢厂、飞机厂和电站。两个小时以后，当杜利特的轰炸机低空掠过东京湾的时候，东京城里没有一队巡逻机发出警报，在杜立特丢下第一颗高爆炸弹后，轰炸开始了。日军的高射炮火非常猛烈的还击，但只有一架飞机降低了高度，但他最终还是成功逃脱了被击毁的命运。在随后的20多分钟里，又有十架轰炸机飞抵东京的上空，投入到轰炸中，另外三架B-25轰炸机同时到达名古屋、大阪和神户的上空，日本战斗机驾驶员面对这种情况，完全失去了作战方向。
这次空袭破坏了九十座建筑物和造成几十名平民的死亡，并没有取得太大的战果。但它激发了美国的士气，也使日本参谋本部颜面尽失，因为他们没有获得任何关于美军航母上有飞机飞往东京袭击的情报，这是他们的严重失误。
同时，袭击东京事件对日军参谋本部造成了的巨大心理冲击，也使日军抽调了大量的空军参与到本土的防御中。这就为珊瑚海战役中盟军的取胜埋下了伏笔。