Chiến dịch Vengeance
Diễn biến

Rabaul
Balalae
Bougainville
Bản đồ New Guinea, Quần đảo Bismarck và Quần đảo Solomon; Chuyến bay kéo dài hai giờ theo kế hoạch của Yamamoto vào ngày 18 tháng 4 năm 1943 bắt đầu từ Rabaul, New Britain và hạ cánh ở hòn đảo Balalae thuộc Quần đảo Shortland, gần Đảo Bougainville
Phi trường Kukum
Nơi máy bay rơi
Bản đồ Quần đảo Solomon; Phi trường Kukum Field ở Guadalcanal - căn cứ xuất phát của người Mỹ, và địa điểm rơi của chiếc máy bay chở Yamamoto ở gần Bougainville
Chiến dịch Vengeance được mở màn với 18 chiếc P-38G Lightning bắt đầu cất cánh từ Phi trường Kukum, Guadalcanal lúc 07:25 ngày 18 tháng 4. Hai chiếc của "đội tiêu diệt" bất ngờ gặp vấn đề nên phải hủy nhiệm vụ ngay từ đầu: chiếc Lightning của Trung úy McLanahan bị nổ lốp máy bay khi đang cất cánh, và chiếc của Trung úy Moore gặp vấn đề về thùng dầu phụ.
Bất chấp lời khuyên ngăn của các chỉ huy quân đồn trú Nhật Bản về mối đe dọa bị phụ kích, chiếc máy bay chở Đô đốc Yamamoto, vẫn cất cánh từ Rabaul lúc 06:00 dự kiến và bắt đầu chuyến đi dài 315 dặm (507 km) về Phi trường Ballale. Hai chiếc Mitsubishi G4M "Betty", một chiếc chở Yamamoto (số hiệu đuôi 323) và một chiếc chở Phó Đô đốc Ugaki Matome - Tham mưu trưởng Hạm đội Liên Hợp, (số hiệu đuôi 326) bay ở độ cao 6.500 foot (2.000 m). Hai chiếc G4M được hộ tống bởi sáu máy bay tiêm kích Mitsubishi A6M Zero bay cao hơn đội hình chính 1.500 foot (460 m) ở hướng bốn giờ và theo đội hình chữ V.
Đội bay của Thiếu tá Mitchell chia thành đội hình bốn cặp bốn, bay theo lộ trình vạch sẵn với sự trợ giúp của la bàn ở độ cao sát mặt biển. Theo sau là "đội tiêu diệt" với Đại úy Lanphier và Trung úy Barber dẫn đầu đoàn, và hai máy bay thay thế của Trung úy Holmes và Trung úy Hine bay theo sau. Đây được coi là nhiệm vụ đánh chặn dài nhất mà máy bay tiêm kích Hoa Kỳ từng thực hiện trong Chiến tranh Thế giới thứ hai.
Toàn bộ đội bay của Mitchell có mặt tại điểm đánh chặn sớm hơn một phút, vào lúc 09:34, đúng thời điểm chiếc máy bay của Yamamoto bắt đầu xuất hiện qua một làn sương mù nhẹ. Khi phát hiện ra mục tiêu, những chiếc Lightning bắt đầu tháo bỏ toàn bộ thùng nhiên liệu, đồng loạt rẽ sang phải theo một hướng song song với đội Betty của Nhật và bắt đầu nhiệm vụ đánh chặn.
Chiếc Lightning của Trung úy Holmes không cắt được thùng dầu phụ nên ông buộc phải rút ra biển, với Hine bám theo để hộ tống. Mitchell ra lệnh tới hai phi công còn lại là Lanphier và Barber tiếp tục thực hiện cuộc tấn công, dù "đội tiêu diệt" giờ chỉ còn hai máy bay. Những chiếc Zero hộ tống gần nhất đã cắt thùng dầu phụ và nhanh chóng bổ nhào về cặp Lightning của Lanphier và Barber. Lanphier lập tức quay đầu và vòng ra đuôi đội máy bay tiêm kích Nhật và Barber bắt đầu bám theo đội Betty đang hạ độ cao trốn thoát.
Barber bổ dốc để vòng vào phía sau chiếc Betty và mất dấu chúng trong giây lát, nhưng khi phát hiện lại ra mục tiêu, ông ngay lập tức bắn vào động cơ bên phải, thân sau và phần đế của máy bay. Khi Barber bắn cháy động cơ bên trái, chiếc máy bay ném bom bắt đầu bốc khói đen dày đặc và nhanh chóng nghiêng về phía bên trái, suýt va vào chiếc Lightning của Barber. Barber báo cáo rằng ông thấy một cột khói đen lớn và cho rằng chiếc Betty đó đã đâm xuống rừng. Barber sau đó bay về phía bờ biển và tìm chiếc Betty thứ hai.
Barber phát hiện ra chiếc Betty của Phó Đô đốc Ugaki Matome đang bay thấp sát mực nước biển ở ngoài khơi Mũi Moila để thoát khỏi sự truy đuổi của Holmes, lúc đó đã cắt được thùng dầu phụ. Holmes bắn cháy động cơ bên phải của chiếc Betty, và Barber vượt lên để bắn kết liễu chiếc Betty. Chiếc Betty bị bắn hỏng nặng đến mức các mảnh kim loại bắt đầu đứt ra vào găm vào chiếc Lightning của Barber, trước khi lao xuống biển. Phó Đô đốc Ugaki và hai người khác, Trung sĩ Hayashi Hiroshi (phi công chiếc Betty) và Đại tá Kitamura Motoharu (Kế toán trưởng Hạm đội Liên hợp), may mắn sống sót và sau được cứu sống.
Barber, Holmes và Hine nhanh chóng bị những chiếc Zero tấn công. Holmes tuyên bố ông và Barber, mỗi người họ đã bắn hạ một chiếc Zero trong đợt không chiến này, nhưng tài liệu của Nhật Bản ghi nhận họ không mất chiếc Zero nào trong trận đánh. Các đội bay làm nhiệm vụ hỗ trợ trên cao chỉ giao tranh với máy bay Nhật trong thời gian ngắn và không chiếc nào được ghi nhận bắn hạ. Khi nhiên liệu đã gần cạn, Mitchell cho toàn bộ đội bay của ông quay trở về căn cứ, Holmes buộc phải hạ cánh khẩn cấp xuống khu vực Quần đảo Russell do máy bay của ông còn quá ít nhiên liệu. Hine là phi công duy nhất không quay trở về căn cứ, có thể đã bị bắn rơi ngay sau khi chiếc Betty chở Phó Đô đốc Ugaki bị bắn hạ. Khi quay trở về Guadalcanal, Đại úy Lanphier đã tuyên bố ông là người bắn hạ chiếc máy bay chở Đô đốc Yamamoto.