Pierwszy zespół składał się z dwóch F-15 stanowiących ścisłą eskortę dla reszty samolotów F-16, natomiast druga grupa złożona tylko z myśliwców F-15, miała za zadanie przeprowadzić dywersję w przestrzeni powietrznej wroga oraz stanowić rezerwę podczas ataku.
Bezpośrednio przed atakiem myśliwce leciały na wysokości do 30 metrów nad ziemią, chroniąc się w ten sposób przed wykryciem przez radar zainstalowany w pobliżu reaktora. O 18:35 lokalnego czasu (14:35 GMT), gdy grupa F-16 znalazła się w odległości około 20 km na wschód do reaktora, myśliwce włączyły dopalacze i na pełnej mocy rozpoczęły wznoszenie się. Z chwilą osiągnięcia ok. 2130 m, każdy z myśliwców lecący prędkością ok. 1100 km/h zaczął wchodzić w lot nurkowy pod kątem 35 stopni. F-16 zrzuciły bomby z wysokości 3500 stóp (około 1070 m), każdy samolot w 5-sekundowym odstępie. Razem w cel spadło osiem bomb, a pozostałe osiem w pobliżu celu ataku. Z chwilą wypowiedzenia hasła „Eshkol 8 - Everybody Charlie!” ostatnie bomby zostały zrzucone. Każda bomba była wyposażona w bezpiecznik opóźniający eksplozję. Opóźnienie miało na celu umożliwienie głębszej penetracji obiektu przez bomby, zwiększając tym samym szkody spowodowane eksplozją.