在沈阳七个野战机场上待命了七十九架b空中堡垒与b25c轰炸机开始在野马p51d战斗机的掩护下起飞，此次轰炸不同于以往大多在夜间的轰炸，白天大规模的轰炸很可能遭到日军在齐齐哈尔少量的战斗机部队的拦截，而且日军陆军航空兵还可能从远东调集作战飞机增援齐齐哈尔，所以这是一次绝对大胆的行动，为此陈纳德调集了一百三十余架战斗机进行全程护航，其目的也好似通过此番轰炸将日本陆军航空兵部署在中国黑龙江为数不多的空中力量彻底摧毁。

1943年3月3日是一个明媚的艳阳天，虽然东北的天气依旧严寒，但是其的能见度非常之良好，少云便于轰炸，不过同时轰炸机编队也要面对来自地面的火力攻击，

当轰炸机集群抵达齐齐哈尔上空的时候，十几架仓促起飞的日军战机早就被凌空打成了碎片，所剩几架逃往了远东方向，在密集的民房区域识别出日军五六九部队四栋井字型大楼的所在，日军部署在齐齐哈尔的高射炮大多是三十七毫米口径的，对于重型轰炸机并无多大的影响和威胁，无法找到预定目标就无法实施精准的轰炸。

实际上这个精确轰炸的概念是高飞提出的，也就是尽可能的减少平民在作战期间的伤亡，无奈之下编队长机向作战司令部报告了具体情况，因为编队集群所携带的都是五百磅的最新式的烈焰凝固汽油燃烧弹，这批烈焰要比在南京使用的地狱火威力更大，其中添加了大量的铝热剂，爆炸燃烧温度可达三千五百度，用于消灭日军所制造储备的病毒最为理想。

在圈定了大致的投弹区域之后在领航长机的带领下，轰炸机群蜂拥而至，一枚枚炸弹从高空摇摆落下，被涂成红色的烈焰铝热剂凝固汽油弹宛如来自地狱的使者一般，腾空而起的热浪让轰炸机猛烈的颠簸，日军齐齐哈尔给水部队，五六九部队包括部队长前田次郎少将与四百二十一名研究员工程师技术人员在内的全部被烧得尸骨无存，由于中美联合空军使用了大量的最新式的燃烧弹，还进行了罕见的无差别攻击，此番攻击让五分之一的城区化为了一片灰烬，大量聚集在齐齐哈尔的日本侨民死伤累累。

齐齐哈尔五六九秘密给水部队遭到了毁灭性的轰炸，储存的大批伤寒弹霍乱弹天花弹疟疾弹全部损失殆尽，这消息日本关东军方面宛如经历了一场关东大地震一般，因为极其机密的作战计划只有少数几个将领知道，为了减少密电泄密的可能，都是通过参谋携带加密书信下达的密令，得知齐齐哈尔五六九部队遭到轰炸一事，梅津美治郎立即命令组成特别调查组进行彻底调查。