-30% na nákup B-25J-1, B-25J-20

Známý nálet letounů B-25 na Japonsko provedený 18. dubna 1942 vedl Lieutenant colonel (podplukovník) James Harold "Jimmy" Doolittle. Nálet původně navrhl námořní kapitán Francis Low, náměstek náčelníka generálního štábu pro protiponorkový boj. Byl si jist, že dvoumotorové armádní bombardéry mohou odstartovat z letadlové lodi. K tomuto závěru došel po shlédnutí námořního letiště v Norfolku ve Virginii, kde byly pro účely výcviku přistání na dráze nakreslené obrysy paluby letadlové lodi.

Mise měla posílit americkou morálku a ukázat Japoncům, že nejsou tak nepřemožitelní, jak si v prvních měsících války mysleli. Doolittle byl slavný civilní letec a držitel doktorátu letectví z prestižní  univerzity MIT a proto byl vybrán jako velitel mise. Plánem bylo dopravit bombardéry letadlovou lodí do vzdálenosti 650 km (400 mil) od Japonska, nejlépe na jihojihovýchod, kde by se cílem mohly stát průmyslové oblasti v Tokiu, Yokahamě, Nagoye a Osace.

Během příprav byl vybrán bombardér B-25, i když byly zvažovány i letouny Martin B-26 Marauder, Douglas B-18 Bolo a Douglas B-23 Dragon. Každý letoun byl upraven, aby mohl nést 1100 galonů (4100 litrů) paliva. Toho bylo dosaženo instalací další samosvorné 275galononové zkušební nádrže uvnitř horní části pumovnice a 175galonové gumové nádrže v průchodu nad pumovnicí. Pro vylehčení letounů byla provedena řada dalších úprav, které umožnily dosáhnout doletu 2400 námořních mil (4400 km) s nákladem 2000 liber (910 kg) pum.

3. února 1942 byl proveden zkušební vzlet dvou B-25 z letadlové lodi Hornet. Po úspěšných testech byl projekt spuštěn naplno. Všechny osádky tvořily dobrovolníci vybraní ze 17. bombardovací skupiny, první skupiny vybavené letouny B-25. V každém bombardéru bylo pět mužů. 1. dubna 1942 bylo 16 bombardérů včetně osádek naloženo na letadlovou loď Hornet, která o den později vyplula. O několik dní později se Hornet a Task Force 16 setkal s Task Force 18 vedeným letadlovou lodí Enterprise , která zajišťovala přímou leteckou a námořní podporu. 18. dubna v časných ranních hodinách byl Task Force objeven japonskou lodí č. 23 Nitto Maru zhruba 1200 km (750 mil) od Japonska. To bylo o více než 300 km (200 mil) dále, než bylo v plánu, ale Doolittle se rozhodl okamžitě vyslat bombardéry.

16 letounů, každý nesoucí čtyři 500 liberní (225kg) pumy - tři vysoceexplosivní a jednu zápalnou - úspěšně vzlétlo a ve skupinách pod dvou až čtyřech stojích letělo u hladiny moře ke svým cílům. Letouny k nim dorazily okolo poledne Tokijského času, a zatímco se některé z nich setkaly s protiletadlovou palbou a nepřátelskými stíhači, ani jeden bombardér nebyl sestřelen. Na vojenské a průmyslové cíle v Tokiu, Jokohamě, Yokosuce, Nagoye, Kobe a Osace dopadly pumy.

Po odhození pum letouny změnily kurz a 15 z nich zamířilo k Číně, zatímco jeden B-25 s vysokou spotřebou paliva byl nucen letět směrem k Sovětskému svazu. Z 80 členů osádek se 69 podařilo dostat do bezpečí, tři byli zabiti při nočním opuštění letadla a dalších osm bylo zajato Japonci. Čtyři z nich zemřeli a čtyřem se podařilo  zajetí přežít.

I přes velmi malý ekonomický dopad bylo bombardování  důležitou vzpruhou pro bojovou morálku Američanů a šokem pro Japonce. Tento útok byl důvodem k japonskému rozhodnutí útoku na Midway, který se ukázal bodem, při kterém Japonci ztratili iniciativu.