Разом з Яном Кубишем, з яким він познайомився ще в Польщі, подав заяву до британського Управління спеціальних операцій. Обох відібрали для проведення операції «Антропоїд», підготовленої 2-м відділом чехословацької розвідки під загальним управлінням Франтішека Моравеца, метою якої було знищення протектора Богемії і Моравії Рейнхарда Гейдріха. Тим самим вони повинні були закликати чехів до непокори нацистам. В ніч з 28 на 29 грудня 1941 року обидва вони були десантовані над Чехією. Спочатку вони провели диверсію у Пльзені, а потім 27 травня 1942 року вчинили замах на Гейдріха. Замах ледь не зірвалося, бо відмовила зброя Ґабчика, але Гейдріх був смертельно поранений вибухом гранати Кубіша і помер від наслідків поранення 4 червня.