Дункан сразу перешел к сути дела, спросив Митчера, может ли «Хорнет» взять на борт 15 В-25. Митчер быстро прикинул что-то на макете полетной палубы и ответил, что это можно сделать. Он даже не спросил, зачем ему принимать на борт армейские бомбардировщики.
На следующее утро, 2 февраля, с помощью крана на палубу «Хорнета» погрузили два В-25. Один из них откатили на кормовой конец полетной палубы, а второй вперед, туда, где должен был находиться первый из 15 самолетов. В это же утро авианосец в сопровождении 2 эсминцев вышел в море.
Примерно в 13.00 лейтенант Фитцджеральд запустил моторы своего самолета. «Хорнет» развернулся против ветра, доведя скорость воздушного потока над полетной палубой до 45 миль/час. В-25, чтобы взлететь, должен был набрать скорость около 70 миль/час. Но вот пилот отпустил тормоза, и бомбардировщик на удивление легко взлетел. Когда приготовился взлетать второй В-25, наблюдатель сообщил, что поблизости показалась подводная лодка. Произошел небольшой переполох. «Хорнет» открыл огонь из 127-мм орудий, а эсминцы начали сбрасывать глубинные бомбы. Но тревога оказалась ложной, и моряки вернулись к своим изумленным гостям. Лейтенант Джеймс Ф. МакКарти в 15.30 поднял в воздух второй В-25. «Хорнет» вернулся в порт, и Дункан умчался в Вашингтон. 24 бомбардировщика В-25 были поставлены на переоборудование. Требовалось всего 15 машин, но взяли больше, чтобы заменить те, которые будут повреждены во время тренировок и перелета на Западное Побережье. Все В-25 были оснащены фотокамерами, осветительными ракетами, дополнительными топливными баками и противообледенительным оборудованием. С них сняли башенные установки 12,7-мм пулеметов. Они использовались крайне редко, а вес нужно было экономить. Была снята часть радиооборудования. Дорогостоящий бомбовый прицел Нордена заменили примитивным самодельным устройством, стоящим 20 центов, которое прекрасно работало при бомбометании с бреющего полета. На хвосте каждого самолета были приварены 2 штанги, которые должны были изображать пулеметы.
В обстановке максимальной секретности армейские летчики (по 5 человек на самолет) и обслуживающий персонал тренировались на аэродроме Эльджин-филд во Флориде в условиях строжайшей секретности. Под командованием лейтенанта ВМФ Генри Л. Миллера армейские пилоты практиковались во взлетах с полосы, разбитой на 50-футовые отрезки.
Пока пилоты-добровольцы тренировались, «Хорнет» пересек Карибское море, прошел через Панамский канал и прибыл в Сан-Диего. Там корабль использовался для подготовки авианосных летчиков, пока на него не прибыл капитан 1 ранга Дункан. Он сообщил Митчеру, что «Хорнет» должен доставить 15 бомбардировщиков Джимми Дулитла к берегам Японии. Адмирал Хэлси и его начальник штаба вылетели с Гавайев в Сан-Франциско, чтобы обсудить операцию с Дунканом и Дулитлом. «Хорнет» и его эскорт (Оперативная Группа 16.2) должны были встретиться с «Энтерпрайзом» (Оперативная Группа 16.1) к северу от Гавайских островов. «Энтерпрайз» должен был обеспечивать воздушную разведку и прикрытие соединения.
«Хорнет» вышел из залива Сан-Франциско и 31 марта пришвартовался в Аламеде. Бомбардировщики, перелетевшие через всю страну, были уже готовы. Кранами 16 В-25 установили на палубу авианосца. Один самолет, пилотируемый лейтенантом Миллером, должен был взлететь примерно в 100 милях от Сан-Франциско, чтобы показать армейским пилотам, как это происходит на авианосце. Собственные самолеты «Хорнета» были убраны вниз, а часть была даже разобрана и укреплена под потолком ангара.
Утром 2 апреля «Хорнет» вышел в море в сопровождении 1 тяжелого и 1 легкого крейсеров, 4 эсминцев и танкера. Уже в море было решено, что самолет лейтенанта Миллера полетит в составе ударной группы. Это решение было принято после того, как Миллер убедил Дулитла, что 16 самолетов легко взлетят с авианосца, а на борту корабля уже находятся дополнительные армейские летчики.
В море летчикам и морякам были объявлены все детали плана, хотя многие уже догадывались о цели похода. Планом предусматривалось, что бомбардировщики взлетят вечером 18 апреля в 500 милях от берегов Японии. Головной самолет подполковника Дулитла сбросит на Токио зажигательные бомбы, чтобы вызвать пожары. На их пламя через 3 часа сбросят бомбы еще 12 самолетов. 3 оставшихся бомбардировщика атакуют Нагою, Кобе и Осаку. После атаки самолеты должны были лететь в Китай и садиться на аэродромы, принадлежащие войскам Чан Кай-Ши. Позднее бомбардировщики должны были действовать в составе ВВС союзников в Китае.
13 апреля группа «Хорнета» встретилась с «Энтерпрайзом», 2 тяжелыми крейсерами, 4 эсминцами и танкером. Встреча произошла на день позже, чем планировалось, так как адмирал Хэлси не сумел сразу вылететь из Сан-Франциско после встречи с Дунканом и Дулитлом из-за сильных западных ветров. Добравшись наконец до Пирл-Харбора, Хэлси имел встречу с адмиралом Нимицем, и лишь на следующий день, 8 апреля, «Энтерпрайз» вышел в море. 16 кораблей обеих оперативных групп встретились на 38? северной широты, на линии перемены дат и взяли курс на Токио. Впереди шли 2 подводные лодки, которые должны были осмотреть японские прибрежные воды и предупредить авианосцы в случае какой-либо опасности.
Бурное море и плохая погода задерживали соединение. Временами скорость падала до 16 узлов из-за неуклюжих танкеров. Когда погода изменилась к лучшему, с «Энтерпрайза» взлетели истребители и начали патрулировать над соединением. 16 апреля бомбардировщики В-25 были подготовлены к взлету. Чтобы обеспечить максимальный разбег, самолеты были сдвинуты к самому краю полетной палубы, их крылья и хвосты торчали над водой. Постоянные испытания и проверки были необходимы, так как на палубе самолеты подвергались воздействию соленых брызг и ветра. Во время похода летчики изучали свои цели и маршруты полета в Китай после атаки.
17 апреля соединение заправилось с танкеров, и те в сопровождении одного эсминца отделились от главных сил. Через некоторое время позади остались и другие эсминцы, которые не могли в течение долгого времени поддерживать высокую скорость. Авианосцы и крейсера продолжили идти на запад навстречу штормовому ветру со скоростью 20 узлов. В тот же день бомбардировщики были вооружены и заправлены, старт должен был состояться вечером 18 апреля.
В предрассветные часы 18 апреля, когда 6 затемненных кораблей рассекали высокую волну, радар «Энтерпрайза» обнаружил в 12 милях от соединения 2 небольших патрульных судна. Адмирал Хэлси приказал изменить курс, и все 9000 человек экипажей 6 кораблей заняли свои боевые посты. Через полчаса дозор исчез с экранов радиолокаторов, и в 4.11 корабли снова повернули на запад.
В 5.08 с «Энтерпрайза» взлетел воздушный патруль в составе 8 «Уайлдкэтов» и 3 «Доунтлессов». Он должен был осмотреть море впереди по курсу соединения на расстояние 200 миль. Еще 3 SBD взлетели, чтобы патрулировать над самим соединением. Через 50 минут один из «Доунтлессов» заметил японское патрульное судно. Самолет поспешил к «Энтерпрайзу» и сбросил свое донесение на палубу авианосца. Сообщение пилота заканчивалось словами: «…думаю, что замечен противником». Адмирал Хэлси снова изменил курс.
В 7.38 японское патрульное судно было замечено уже с палубы «Хорнета»! Очевидно, что все японские суда, находящиеся в окружности радиусом 12 миль, могли видеть 2 больших авианосца. Немного позднее радист «Хорнета» перехватил японскую радиограмму, переданную откуда-то поблизости. А через несколько минут еще одно патрульное судно было замечено еще ближе к авианосцам.