Chiến dịch Vengeance
Sự chuẩn bị của Hoa Kỳ

Quãng đường bay gần nhất tính từ căn cứ của Hoa Kỳ là Guadalcanal, tới Bougainville là 400 dặm (640 km), nhưng tuyến đường bay này nằm trên nhiều trạm radar và căn cứ quân đồn trú Nhật Bản ở Quần đảo Solomon, nên nguy cơ máy bay Mỹ bị phát hiện là rất cao. Để đảm bảo tính bí mật của nhiệm vụ, đội bay Mỹ sẽ bay một quãng dài khoảng 600 dặm (970 km) vòng về khu vực biển ở phía nam và tây của Quần đảo Solomon; điều này đồng nghĩa với việc máy bay Mỹ sẽ phải di chuyển 600 dặm đến mục tiêu và khoảng 400-600 dặm để quay về căn cứ tiền tiêu gần nhất của Hoa Kỳ, một quãng đường bay vượt quá khả năng hoạt động của các máy bay F4F Wildcat và F4U Corsair của Hải quân và Thủy quân Lục chiến Hoa Kỳ đang đóng quân ở Guadalcanal. Do đó, Chuẩn Đô đốc Marc A. Mitscher đã chọn Phi đoàn Tiêm kích 339, thuộc Liên Phi đoàn Tiêm kích 347 Không lực Lục quân Hoa Kỳ, lúc đó được trang bị máy bay tiêm kích P-38G Lightning. P-38 Lightning loại máy bay tiêm kích duy nhất của người Mỹ ở khu vực Thái Bình Dương có đủ khả năng đánh chặn, giao chiến tầm xa, và có đủ nhiên liệu để quay trở lại căn cứ với các thùng dầu phụ.
Thiếu tá John W. Mitchell - Chỉ huy trưởng Phi đoàn 339, được chọn là chỉ huy trưởng đội bay. Để định vị tốt hơn, Mitchell đã yêu cầu lắp đặt bổ sung mỗi máy bay P-38 Lightning một la bàn hải quân, và đội bay của ông được lắp đặt la bàn này đúng một ngày trước khi chiến dịch được bắt đầu. Mỗi máy bay P-38G Lightning được lắp đặt một khẩu pháo tự động 20 mm và bốn súng máy 12.7 mm, và được lắp bổ sung các thùng dầu phụ 165 galông Mỹ (620 L) ở hai bên cánh. Bên Lục quân sau đó đã yêu cầu cung cấp thêm các thùng dầu 330 galông Mỹ (1.200 L), và một số lượng thùng 1.200 lít đã được chuyển đến từ New Guinea, đủ để thay thế thùng 620 lít ở một bên cánh của mỗi chiếc Lightning. Sự khác biệt về trọng lượng này đã khiến một bên cánh máy bay nặng thêm khoảng 450 kg, nhưng nhân viên kỹ thuật đã thiết kế lại giá treo thùng 1.200 lít vào gần trọng tâm của máy bay hơn để đảm bảo hiệu suất bay của máy bay.
18 chiếc P-38G Lightning đã được huy động để thực hiện chiến dịch phục kích/đánh chặn có mật danh là Vengeance. Bốn máy bay được chỉ định vào "đội tiêu diệt", và những chiếc còn lại, bao gồm hai chiếc dự phòng, sẽ hoạt động ở độ cao 5.500 m với vai trò "lá chắn trần" để đánh chặn các đội bay Nhật Bản đóng quân tại Phi trường Kahili. Một kế hoạch bay đã được chuẩn bị sẵn bởi hai sĩ quan Thủy quân Lục chiến là Trung tá Sam Moore và Đại úy John Condon, nhưng bị Mitchell phản đối kịch liệt. Mitchell cho rằng tốc độ bay và cách ước tính thời gian như của Moore và Condon không phải là tốt nhất để có thể đánh chặn Yamamoto. Với sự giúp đỡ của các phi công đội bay, Mitchell đã tính toán thời gian đánh chặn dự kiến là 09:35, dựa theo lộ trình bay của các bên, phù hợp để đón lõng máy bay Nhật Bản đang chuẩn bị hạ cánh xuống Bougainville. Dựa theo mốc thời gian dự kiến đó, Mitchell đã vẽ ra bốn hướng bay chính cho đội của ông, và một hướng bay cong thứ năm trong trường hợp họ không bắt gặp máy bay Nhật ở điểm phục kích.
Mặc dù Phi đoàn 339 được chọn làm đơn vị chính thức thực hiện chiến dịch, 10 trong số 18 phi công lại được chọn từ hai phi đoàn khác (Phi đoàn 14 và 68) của Liên đoàn 347. Thiếu tá Michell đã chọn ra bốn phi công vào "đội tiêu diệt" là:
Đại úy Thomas G. Lanphier Jr.
Trung úy Rex T. Barber
Trung úy Jim McLanahan (hủy bỏ nhiệm vụ do nổ lốp máy bay)
Trung úy Joe Moore (hủy bỏ nhiệm vụ do ống dẫn nhiên liệu gặp trục trặc)
Mitchell và phi công còn lại sẽ làm nhiệm vụ yểm trợ trên không đề phòng các cuộc phản công, ứng cứu của các máy bay chiến đấu Nhật Bản, và sẽ cung cấp máy bay bổ sung trong trường hợp cần thiết:
Thiếu tá John Mitchell
Đại úy Louis Kittel
Trung úy Gordon Whittiker
Trung úy Roger Ames
Trung úy William Smith
Trung úy Lawrence Graebner
Trung úy Doug Canning
Trung úy Delton Goerke
Trung úy Julius Jacobson
Trung úy Eldon Stratton
Trung úy Albert Long
Trung úy Everett Anglin
Trung úy Besby F. Holmes (thay thế McLanahan)
Trung úy Raymond K. Hine (thay thế Moore)