Godinama prije napada na Pearl Harbor u svim su se japanskim gradovima održavale vježbe protuzračne obrane, ne toliko zbog straha od gotovo nepostojećega kineskog zrakoplovstva, već kao dio postupka za održavanje ratničkog raspoloženja stanovništva. Tako je bilo i u Tokiju 18. travnja 1942. kada su sirene označile završetak zračne uzbune. Istodobnona nebu su se pojavili zrakoplovi na koje nitko nije obraćao pozornost. Bilo je to 16 srednjih bombardera tipa B-25B „Mitchell“ s peteročlanom posadom, koji su bez lovačke pratnje poletjeli s američkog nosača zrakoplova „Hornet“ u prvi zračni napad u povijesti na Japan. Napad je kao osvetu za japanski zračni napad na Pearl Harbor isplanirao i njime zapovijedao potpukovnik Američkih zračnih snaga James Doolittle.
Američki je cilj bio već u početku rata zastrašiti Japan da je ranjiv na zračne napade, a domaću javnost uvjeriti u moć američke vojne sile. Uspjeh je bio potpun. Doolittelovi su bombarderi izbacili samo 16 tona bombi na glavni japanski grad. Stvarna šteta nije bila velika, ali su Japanci bili šokirani. Japanskim je novinarima rečeno kako moraju objaviti ovu vijest: težište je bilo stavljeno na okrutnost čina – bombardiranje civila, žena i djece na slijepo. Američkih bombarderi nisu mogli sletjeti natrag na nosač zrakoplova, već su se uputili prema Kini. Njih 15 stiglo je do kineskog tla, ali su se svi razbili prilikom slijetanja, a jedan zrakoplov sletio je u Vladivostok u SSSR-u. Od 80 američkih letača samo su trojica poginula. U potrazi za njima Japanci su pokrenuli veliku potragu i represiju nad lokalnim kineskim stanovništvom. Zarobljena su osmorica Doolittlevih letača, a sudio im je japanski vojni sud. Trojica osuđenika su pogubljena. Bombarder koji je sletio u Vladivostok je konfisciran, a njegova posada zadržana je u internaciji više od godinu dana.
Za Japance je bombardiranje bilo nešto što se događa drugima. Bio je to jak udarac za njihov borbeni moral, a izazvan njime japanski admiral Yammamoto odlučio je napasti Midwaysko otočje. Ta se odluka pokazala fatalnom jer su u bitki za Midway Japanci doživjeli strateški poraz. Potpukovnik James Doolittle, koji je isprva mislio da će zbog gubitka svih zrakoplova biti izveden pred vojni sud, odlikovan je najvišim američkim odlikovanjem – Kongresnom medaljom časti te promaknut za dva čina više, u brigadira.
