以杜立特为首的b25轰炸机联队，从进入大阪上空后。就不断地遭遇各地赶来日本战斗机的攻击。空战从大阪一直打到广岛，甚至在进入海洋上空都不曾停息。
为了满足远距离轰炸的要求，这批b25的自卫火力被削减至最弱，结果在赶来的日本飞机面前，自卫火力薄弱的b25机群就成最好的美餐。
总计超过一百架的日本战斗机追上了杜立特轰炸机群，一路猛追猛打，整个空战的过程惨烈到了极点。
二十日早上进东京上空进行轰炸的b25共有二十六架，但在日本上空和海上被击落的，数量达到了惊人的二十二架之多。
只有四架b25逃过了日机的追杀。
由于在日本上空受到大批日本战斗机的围追堵截，匆惶逃窜的美国轰炸机群已经顾不上按原定计划撤离。完全是往里飞安全就往哪里飞，到后来更是四散而逃。
其中一架b25是在日机的追杀下被迫改变航向苏联境内飞行，最后迫苏联境内的机场上，飞机飞行员被苏联人扣押。b25机组成员共有5人。但降落时该机上仅有两名飞行员身体状况“良好”，余下的三人则是两死一重伤。
勉强逃入中国境内的三架b25也命运坎坷，其中一架在靠近中国山东海岸线时机体不支，被迫在海上迫降，五名飞行员中只有一人获救。
另外两架b25，一架勉强地进入中国领空时。身后还有两架飞燕紧追不舍，当时飞燕战斗机上射击的12.7毫米机枪已打得该机残破不堪，甚至左边的发动机也中弹起火，机上五名成员两死两伤，只有副驾驶员安然无恙。
幸运的是，此时来自中国方向的he151战斗机赶到，驱逐了日机。
飞燕战斗机本就是德国出口和授权日本生产的he151，却在中国渤海上海遭遇了他的“兄弟”。和日本一样，中国也引进了he151战斗机的生产线，并被命名为歼5.
在四中国战斗机的威胁性警告下，加上那架b25已经冒火，数量上处于劣势的日本战斗机最后悻悻地撤退。而后这架身受重创的b25在歼5战斗机的引导下，勉强飞到大连机场迫降成功，残余的三名飞行员中又有一人事后死于中方的医院。
最后一架b25是当时惨烈轰炸行动的幸运儿，在日本上空时，他在日机的追杀下避入一片雨云中，追过了战斗机的追杀，虽然途中遭遇雷击，却本身却安然无恙。最后该机成功地在中国山青岛机场首陆。
该遭遇受最大的伤害是，其正师在爬下飞机舷梯时，不慎双脚发软摔下，折却门牙两个，可谓损失惨重，除此之外，机上其余四名成员毫发无伤，算是当日这次惨烈轰炸行动中最幸运的一个机组。
此次空袭东京，美国陆航出动了二十六架b25共计一百三十名飞机员和机组成员，但最后仅有十人逃脱，损失率超过百分九十，堪称是惨烈无比的一次轰炸行动。而在日本上空被击落的b25飞机上跳伞被俘的美国飞行员共有三十五人，其中十五人事后被日本方面以屠杀平民罪枪决。
历史上因为轰炸东京而一炸成名的杜立特，他所驾驶的轰炸机在大阪上空被击落，而本人也在飞机中被击毙。
太平战争结束几十年后，为了纪念这次惨烈的空袭行动，美国人后来拍了一部有名的空战电影，名字就《死亡轰炸》。
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