Le , Kennedy donna son feu vert à l'opération : Cubains de la « brigade 2506 », entraînée par les Américains, débarquèrent sur l'île dans le lieu dit de la baie des Cochons. L'administration Kennedy avait espéré que l'invasion déclencherait un soulèvement populaire contre Castro, mais rien de tel ne se produisit et le débarquement tourna rapidement au fiasco. Le plan initial prévoyait une intervention de l'aviation américaine en soutien aux forces terrestres mais Kennedy refusa d'autoriser les frappes, craignant que cela ne révélât le rôle des États-Unis dans cette affaire. Cependant, l'URSS, Cuba et la communauté internationale accusèrent unanimement les États-Unis d'être à l'origine de l'attaque. Le directeur de la CIA, Allen Dulles, déclara plus tard que lui et les responsables de l'opération croyaient que le président autoriserait toutes les actions nécessaires au succès une fois les troupes au sol. Le , les envahisseurs furent tous capturés ou tués par le gouvernement cubain et Kennedy fut contraint de négocier la libération des survivants. Vingt mois plus tard, Cuba relâcha les prisonniers en échange d'une aide de de dollars en nourriture et en médicaments.