2 февраля 1942 года провели пробный старт В-25В с палубы авианосца «Hornet». Авианосец встал в строй незадолго до начала войны и с января 1942 года находился в составе Тихоокеанского флота США. Смелый рейд на Японию должен был стать его первой боевой операцией.
После успешных предварительных испытаний приступили к подготовке самой операции. Прежде всего начали комплектовать экипажи, готовые рискнуть жизнью. Все летчики были добровольцами. С выбором машин вопросов не было. К тому времени лишь одна часть — 17th Bombardment Group — была оснащена самолетами В-25. Группу перебросили из базы Пендлтон (Орегон) в Коламбию (Южная Каролина), где самолеты патрулировали Атлантику в поисках немецких подводных лодок. Дулиттл понимал, что потребуется переделка самолетов. На бомбардировщики следовало установить дополнительные топливные баки и бомбодержатели. Кроме того, самолеты В- 25В были слабо вооружены. Однако был найден способ усилить оборонительное вооружение самолетов. Переделку машин проводили на двух предприятиях: мастерских Mid-Continent Airlines в штате Миннесота и на базе Эглин-Филд в штате Флорида. Там же проходила подготовка экипажей. Дулиттл попросил, чтобы первый В-25 отправили в Миннесоту немедленно. а остальные — по мере возможности. В итоге для операции выделили 24 самолета, включая резервные машины.
24 В-25В из 17-й бомбардировочной группы прибыли на базу Эглин-Филд. Там на самолеты поставили дополнительный бак, что увеличило запас топлива с 646 до 1141 галлона (с 2445 до 4319 л). Однако выяснилось, что бак не имеет самогерметизирующихся стенок, поэтому вместо него установили другой, объемом 225 галлонов (852 л). Над бомбоотсеком установили еще один бак объемом 160 галлонов (606 л). По сути, это был мягкий резиновый мешок. Пустой бак можно было отодвинуть в бок, чтобы открыть сообщение между носовой и хвостовой частью фюзеляжа. На место снятой нижней турели установили вспомогательный бак объемом 60 галлонов (227 л), а рядом с радиостанцией установили десять канистр объемом 5 галлонов (19 л) каждая. Хвостовой стрелок должен был следить за уровнем топлива во вспомогательном баке и подливать туда бензин из канистр по мере расходования. Опустошив канистру, стрелок должен был проделать в ней несколько дыр и выбросить за борт Дырявая канистра тонула, не оставляя следов на поверхности. Размещение такого количества бензина на борту самолета было очень опасным делом.
