Тем временем, подготовка к налету шла полным ходом. На двух F-16B был проведен пробный рейд в условиях, максимально приближенных к запланированной бомбежке. В качестве «вывозимых» на «спарках» летали начальник оперативного управления штаба ВВС полковник Авием Села, и начальник штаба израильских ВВС генерал-лейтенант Рафаэль Эйтан, ответственный за планирование операции. Последний, будучи только летчиком-любителем в прошлом (вся его карьера проходила в воздушно-десантных войсках, которые в Израиле организационно входят в ВВС), впоследствии вспоминал, что полет «на современном реактивном истребителе лишь в небольшой степени напомнил ему опыт пилотирования планеров и легких авиеток 50-60-х годов.
В мае американские спутники отметили расширение масштабов земляных работ вокруг уже построенных зданий ядерного центра. Как выяснилось позже, помимо наращивания потенциала ПВО столь важного объекта, были проведены и работы по усилению пассивных стредств защиты. Так, высота окружавших здания ядерного комплекса и без того внушительных песочно-земляных валов была еще увеличена, а часть строений удалось скрыть от постороннего взгляда под маскировочными сетями.
Однако сразу выяснить, что именно происходит «на точке» не удалось из-за начавшегося сезона пылевых бурь, «окна» ясной погоды между которыми «по воле аллаха» не совпадали с графиком пролета американских космических разведывательных аппаратов. Это же обстоятельство заставило перенести дату начала операции на 31 мая. Затем разведка отметила проведение масштабных учений ПВО в районе удара, в которых приняли участие перехватчики и зенитчики, охранявшие объект готовящегося налета. Все это заставило вторично перенести удар на 7 июня. Только в этот день стало ясно: час пробил. Больше ждать было нельзя.
Вся группа (10 F-16 из Тель-Нофа и шесть F-15 из Рамат-Давида) собралась на авиабазе Ацион, на Синайском полуострове. Эта база, построенная в сентябре 1972 г., (и переданная Египту по условиям Кэмп-дэвидского соглашения при эвакуации израильтянами Синая в апреле 1982 г.) была избрана местом старта отнюдь не по соображениям близости к объекту. Для этого гораздо лучше подошли бы аэродромы Иерусалимского узла, однако Ацион, в отличие от них, давала преимущество скрытности, так как позволяла использовать для пролета малонаселенные и, что более важно, практически не имеющие сплошного радиолокационного поля пустынные районы севера Саудовской Аравии и юга Иордании (на отходе), вместо «утыканных» радарами Сирии и северной Иордании. Кроме того, вторжение в иракское воздушное пространство осуществлялось с наименее ожидаемого направления.
После брифинга в присутствии генерала Эйтана и его нового начальника оперативного управления генерала Иври, пилотов ждал обед. Свои места в кабинах они заняли в 14:00. Скрупулезный предполетный контроль был проведен без всякой спешки и занял полтора часа. Для достижения максимальной продолжительности полета, после газовки двигателей самолеты дозаправили. Пригодились и резервные аппараты: вследствие неисправности один F-16 пришлось заменить. В готовность привели вертолеты поиска и спасения СН-53 из 114-й эскадрильи, в воздух поднялся Е-2С «Хокай» ДРЛО и управления из состава 192-й эскадрильи.
Радиолокационная разведка окружающего пространства позволила установить, что ни одного летательного аппарата поблизости нет и в 15:55 тяжело груженые «Фалконы» и «Иглы» стали выруливать на взлет. Экономия горючего являлась высшим приоритетом и по достижении скорости 190 уз (352 км/ч) пилоты отключили форсаж. Группа собралась на высоте 2400 фт (732 м). Лидировала четверка F-16 из 117-й эскадрильи, за ней на дистанции 3600 м шли столько же «Фалконов» из 110-й. F-15 прикрытия летели парами справа, слева и сзади ударной группы, а позади до границы своего воздушного пространства ударную группу провожал экипаж «Хокая», осуществляя анализ обстановки и поддерживая связь с командным пунктом.
На подходе к границе операторы самолета ДРЛО сообщили, что все спокойно, после чего, передав условный сигнал, Е-2С отвернул в сторону, а истребители не меняя строя пронеслись над Акабским заливом, пролетев над яхтой короля Иордании Хуссейна. Весь полет проходил при абсолютном радиомолчании. Оказавшись над Саудовской Аравией, израильтяне снизились до запланированной высоты 300 фт (92 м), что при полете в ручном режиме требует от летчика нешуточной концентрации. Тем не менее, проблем почти не было, если не считать песчаной бури, потребовавшей кратковременного (15 мин) подскока.
Прямо перед пересечением иракской границы были сброшены 370-галлоновые подвесные баки и увеличена скорость до 450 узлов (833 км/ч). После прохода точки маршрута «Сэнд Дюн Йеллоу» летчики впервые включили радары и снова увеличили скорость до 500 уз (926 км/ч). Перехватчиков замечено не было, но зенитные автоматы открыли огонь. Перед озером Бахр аль Мил F-15 начали набор высоты патрулирования 25000 футов (7625 м) и затем, разделившись на пары, заняли три района, поставив заслоны на пути возможного подлета иракских истребителей: к югу от авиабаз Аль Хаббания и Аль Такаддум (на запад от цели), к западу от аэропортов Багдадского узла «Мутения», «Рашид» и международного аэропорта столицы (на северозапад от цели) и к югу от цели, севернее авиабазы Убайда Бин аль Джарра.
F-15A из состава 133-й эскадрильи взлетает с авиабазы Тель-Ноф.
Первые F-16A и В были поставлены в Израиль в рамках программы «Пне Мэрбл».
На удалении 4 миль от реактора, находящегося слева от ударной группы, F-16 начали резкий набор высоты под углом 45°, а по достижении траверза цели выполнили резкий вираж влево (90°) с продолжением набора высоты. Через небольшой промежуток времени пилоты перевернули машины «на спину» для сохранения положительного значения перегрузки и визуального обнаружения цели. На высоте 5 тыс. футов (1525 м) F-16 вернулись в нормальное положение и, пикируя под углом 35°, устремились на реакторный зал.
Каждый из восьми «Фалконов» нес по две двухтысячефунтовых (908 кг) бомбы Мк.84, взрыватели которых были установлены на замедление с учетом толстых бетонных стен здания и окружающих песчаных валов, причем вторая бомба каждого самолета взрывалась позже первой, используя таким образом проделанное ею отверстие. Такая тактика была, конечно, рискованной, но важность задачи и невозможность организации повторного налета в случае неудачи требовали уничтожения цели любой ценой. Сброс боеприпасов производился на высоте 4 тыс. футов (1220 м) с интервалом 5 секунд между самолетами, что позволяло снизить воздействие дыма разрывов и осколков бомб предыдущего самолета.
Освободившись от «гостинцев», летчики выполняли вираж в 90° влево со снижением до 100 футов (30,5 м). Через 50 миль ударная группа набрала оптимальную высоту и скорость полета. Сбор всех самолетов для возвращения домой производился также над Бахр ал Мил.
Из 16 сброшенных бомб 14(87,5%!) попали непосредственно в реакторный зал и хотя две из них не разорвались, но оставшаяся дюжина полностью уничтожила надежду Саддама Хуссейна на собственное «оружие Судного дня». Промахи, как ни странно, можно тоже считать успешным выполнением задачи, т.к. были нанесены фатальные повреждения важным вспомогательным установкам ядерного центра. Решение атаковать воскресным вечером оказалось правильным, поскольку погиб только один французский инженер.
Противодействие ПВО свелось к запоздалому, хотя и весьма мощному артиллерийскому огню и пуску нескольких ЗУР, от которых самолеты ушли на малую высоту, одновременно отстреливая ловушки. Все участники бомбометания считали, что получили многочисленные попадания зенитных снарядов. Велико же было их удивление, когда, по возвращении домой на самолетах не нашли ни одной пробоины! Помимо общего возбуждения, такие впечатления, вероятно, объясняются близкими разрывами собственных бомб. Потерь и повреждений не было. Из имевшихся поблизости перехватчиков взлетел лишь один МиГ-23, пилот которого однако, не рискнул атаковать отходившую на запад со скоростью 600 уз (1111 км/ч) ударную группу. Комэск-133, надеявшийся пополнить свой боевой счет (за четыре месяца до описываемых событий он сбил сирийский МиГ-25), был, по его словам, «сильно разочарован таким развитием событий».