חטיפת מטוס סבנה
פעולת ההשתלטות

ב-9 במאי 1972, בשעה ארבע אחר הצהריים יצא לפועל המבצע שקיבל את שם הקוד "איזוטופ". צוות בן שישה עשר לוחמי סיירת מטכ"ל, בפיקודו של אהוד ברק וסגנו דני יתום, החל להתקרב למטוס.
במקביל בוצעו פעולות הונאה שנועדו להטעות את החוטפים לחשוב שדרישותיהם מולאו, וכי לא מתוכננת פעולת חילוץ. פעולות ההונאה כללו גרירת מטוס בואינג של חברת TWA לכיוון המטוס החטוף בטענה שלתוכו יובלו המחבלים המשוחררים, וכן תנועה של משאיות צבאיות מכוסות ברזנט ואוטובוסים, שהביאו כביכול את המחבלים הכלואים ששחרורם נדרש על ידי החוטפים. עלי (קפטן רפעת) ביקש לדבר עם המחבלים המשוחררים, ונאמר לו שזה ייקח 15 דקות. לדברי קרובת משפחה של תרז, המחבלים התחבקו אלו עם אלו ושתי המחבלות, חבושות כובעי דיילות, עברו לאורך המסדרון ולחצו את ידי החטופים הלא יהודים. לדבריה שלושה נציגי "צלב אדום" שוחחו עם רפעת מבעד לחלון תא הטייס.
לפי משה זונדר בספרו "סיירת מטכ"ל", ברגע שכל הלוחמים התמקמו בעמדותיהם מסביב למטוס, נתן אהוד ברק את פקודת הפריצה על ידי שריקה. במהלך הפריצה למטוס התמקם ברק בעמדה בתחתית המטוס כדי לפקד על מאמצי ההשתלטות ולתאם בין הלוחמים, כוחות החילוץ, החבלה והעתודה הנוספים. לעומת זאת לפי הכתבה ב'קולות מלחמה' של ערוץ 10, הפעולה החלה כשלפי התיאום עבד אל-עזיז אטרש, המחבל השני, פתח את דלת הגחון כדי להכניס את המזון.
את החוליה הראשונה הוביל רחמים. עבד אל-עזיז אטרש, המחבל השני, פתח באש לעברו ועומר ערן ירה בו והרגו. באותה עת החל איציק גונן בפתיחת הדלת הראשית ונתקל ביריות של רפעת. הדלת הייתה תקועה וגונן הכניס את ידו וירה את כל המחסנית לכיוונו של מפקד החוליה. בפעולה זו נפצע גונן בידו. דני יתום שעמד מאחוריו ניסה גם הוא לפתוח את הדלת ולא הצליח. בו בזמן רחמים ניהל קרב יריות בין המושבים עם רפעת, אשר הסתתר בתא השירותים במטוס, אולם רחמים רדף אחריו ולבסוף ירה בו למוות מטווח קצר בתא השירותים. בשל המרחק בין החוליות לא שמעו לוחמי החוליה בפיקוד עוזי דיין את שריקתו של ברק והתעכבו בביצוע הפריצה. משהתברר כי הפעולה החלה פרץ עוזי דיין למטוס, ואחריו יובל גלילי וחזי כהן. שניות לאחר הפריצה, התרוממה ממושבה אחת המחבלות עם רימון בידה, בן ערובה שישב לידה, מפיק סרטים יהודי גרמני - מנפרד קוריטובסקי (הסרט הגרמני "ועידת ונזה"), קם בניסיון לחטוף את הרימון, אך הלוחמים שפרצו טעו לחשוב כי הוא מחבל וירו בו שישה כדורים. אף על פי שנפגע קשה חייו ניצלו והוא החלים מפציעתו. הוא נפטר בישראל בשנת 1999.
מיד לאחר מכן, לכד עוזי דיין את המחבלת רימה טאנוס. אחד הנוסעים פנה לעוזי דיין והצביע על נוסעת שישבה מכורבלת בשמיכה במושב לפניו. זו הייתה המחבלת רימה טאנוס. המחבלת החזיקה רימון יד ללא נצרה ואמרה באנגלית "אל תירה". דיין הצמיד אקדח לרקתה ולקח ממנה את הרימון.
הכוח בפיקוד נתניהו פרץ אף הוא, בעקבות החוליה בפיקוד רחמים, אל תוך המטוס, והרג את עבד אל-עזיז אטרש שפרפר עדיין, ולכד את המחבלת הנוספת, תרז הלסה. במהלך המאבק עם המחבלת נפצע נתניהו בזרועו מכדור אקדח שפלט מרקו אשכנזי. כמו כן נפצע לוחם היחידה, איציק גונן, במהלך חילופי היריות עם המחבלים.
מרגע הינתן פקודת ה"פעל" חלפה כדקה עד שחוסלו שני המחבלים ונלכדו שתי המחבלות, ובתוך דקות ספורות השתלט צוות הלוחמים על המטוס ונטרל את המטענים. שלושה מהנוסעים נפצעו במהלך ההשתלטות, לפחות שניים מירי דו-צדדי, ואחת מהפצועות, מרי הולצברג אנדרסון, נפטרה מפצעיה. מרי, ישראלית חברת קיבוץ לוחמי הגיטאות הנשואה לנורווגי, ששבה לביקור מולדת לאחר שהחלה את לימודיה בבלגיה, הייתה ההרוגה היחידה מבין הנוסעים. סבורים שנהרגה כתוצאה מזיהוי שגוי שלה כמחבלת. שני לוחמים מן היחידה, נתניהו וגונן, נפצעו באורח קל במהלך ההשתלטות.