美方选中执行这次空袭东京任务的航空母舰，是1941年10月20日刚刚服役的“约克城”级新型航空母舰“大黄蜂”号，执行任务的飞机为16架美国b-25米切尔型轰炸机。“大黄蜂”号是“约克城”级航空母舰的3号舰。与“约克城”级前两艘相比，舰体和航速稍有增大，同时加大了水面和水下防护。“大黄蜂”号（cv-8）航空母舰有3部升降机，开放式机库，位于右舷的岛式上层建筑和烟囱连为一体。标准排水量19900吨，航速33节，可载飞机90架。使用米切尔型轰炸机是考虑它的双联发动机，发动功率和续航力远在一般的舰载机以上。但米切尔型轰炸机重量也是一般舰载机的两倍以上，这样重的陆军轰炸机如何在“大黄蜂”号航空母舰上起飞并执行轰炸东京是一个很大的问题。
这个计划最终选定由当年的飞行速度纪录保持者吉米 杜立特中校带领一队飞行员来完成。为了这次行动美国特地将这次使用的米切尔型轰炸机进行了改装，拆除了一切不必要的装备，为飞机减轻了272千克重量，并为了增加飞机的续航力增加了油箱和将原本飞机腹部的炮塔去掉，换成了机关枪，还在机关枪外面装上了木质结构的伪装机炮表面。为防止北飞途中碰到寒冷的天气条件，他们还在机翼的前缘和机尾表面都装上了除冰器。考虑到飞机在东京或者中国日本占领区迫降后飞机的残骸可能会被日本军方拿去研究，但凡飞机上需要保密的技术设备也都拆卸了下来，换上了不怕曝光的普通设备。
这次执行任务的飞行人员都是自愿参加的，执行任务之前他们并没有被告知任务的主要内容。为了保证这次行动能够成功，飞行员们还专门在一艘停泊在大西洋上的“大黄蜂”号航空母舰上做了起飞试验。事实证明这项计划确实可行后，空袭日本东京的行动便开始了。
1942年4月2日，“大黄蜂”号在6艘舰只的护航下载着杜立特的机组人员和16架米切尔号陆军轰炸机，从旧金山湾起航，行动计划直到航母起航之后杜立特中校才告知参加行动的飞行人员。但参加这次飞行袭击行动的飞行员们没有一个退缩的，他们为能参加这次行动欢呼雀跃，很荣幸能够参加这次的空袭。
4月13日，“大黄蜂”号在它的护舰船只的护卫下，到达了中途岛海域与“企业”号航空母舰会合，组成了一支特混舰队。这支舰队由哈尔西将军负责带领，“迈克特遣舰队”是任务的代号，在阴沉的海面上舰队向着九州岛海岸以西400英里的目标海域进发。米切尔陆军轰炸机在这个地点起飞，其续航力才足以在轰炸日本东京之后继续飞往中国大陆降落。
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