當時美國陸航的雙引擎轟炸機由於航距所限，不足以飛到日本本土，而艦載轟炸機都是單引擎的，作戰範圍小，美軍的航母又不能在沒有制海權的情況下游弋到日本近海。然而，據海軍作戰部的參謀佛朗西斯·洛（Francis Low）中校的觀察，陸軍的雙引擎轟炸機能從航空母艦起飛。經過多番測試，美國軍方證實了B-25米切爾型轟炸機擁有從航母起飛、擊中日本的軍事目標、並飛越東海在中國降落的能力。計劃由海軍新服役的大黃蜂號航母搭載陸軍航空隊16架B-25空襲日本本土。任命吉米·杜立特負責改裝飛機、訓練飛行員並執行此次行動。他只有一個月的時間進行訓練飛行員的工作，同時B-25進行了針對性的改裝，加裝副油箱載油量增加一倍，儘量拆除不必要的設備減輕重量。此次行動出於保密的原因並沒有向中國方面具體通報。