Авария при взлете, пожар на борту корабля или попадание зажигающей пули могло в один миг превратить самолет в огненный шар. Но другого способа долететь до Японии не было. Бомбонагрузку ограничили двумя 227-кг фугасными бомбами и двумя 227-кг кассетными зажигательными бомбами. Каждая кассета содержала 128 зажигательных бомб. Кроме того, на самолетах установили новые прицелы, позволяющие бомбить с малой высоты, и автопилоты. Следующим вопросом стало усилить оборонительное вооружение. Турель с двумя 12,7- мм пулеметов часто заклинивала. Когда огонь велся вдоль фюзеляжа, пороховые газы часто разрушали обшивку фюзеляжа. Поэтому верхнюю часть фюзеляжа за турелью усилили металлическим листом. В носовом обтекателе установили наводящийся 7,62-мм пулемет, который можно было переставлять из одного окна в другое, в зависимости от положения цели. Но во время боя переставлять пулемет было слишком долгим занятием. В хвостовом обтекателе установили две выкрашенные в черный цвет ручки от щетки, которые имитировали пулеметы. Этот муляж выглядел очень внушительно. С самолетов сняли почти весь комплект осветительных ракет, которые могли самопроизвольно сработать и вызвать пожар. Оставили лишь две ракеты для посадки в темноте, разместив их за бронированным изголовьем пилотского кресла, где они находились в относительной безопасностй. Чтобы выпустить ракеты. стрелок должен был взять ракеты, вскрыть их оболочку, привязать их к парашютам, зажечь их и выбросить за борт.
Подполковник Дулиттл требовал, чтобы во время перелета сохранялось полное радиомолчание. Поэтому с машин сняли передатчики массой 104 кг. Это не только облегчило машины, но и исключило возможность какого-либо неумышленного выхода в эфир. На командирской машине и на машинах командиров звеньев установили автоматические хвостовые фотокамеры, которые должны были снимать результаты бом бометания. Фотокамеры включались автоматически после освобождения бомбодержателей. Далее камеры делали 60 снимков с интервалом в полсекунды. Остальные самолеты оснащались обычными 16-мм кинокамерами.
После интенсивной подготовки отобрали 16 экипажей, которые прибыли на борт авианосца “Hornet». 1 апреля 1942 года на палубу авианосца доставили 16 В-25В. На следующий день корабль вышел в море в составе тактической группы TG-16.2. Командовал группой Марк Э. Мичер. 13 апреля к TG-16.2 присоединилась тактическая группа TG-16.1, в составе которой находился авианосец «Enterprise». По плану, десяти самолетам следовало атаковать Токио, трем — Йокогаму, а остальным трем Нагою, Кобе и Осаку. Старт самолета Дулиттла наметили на полдень 19 апреля с тем, чтобы появиться в районе Токио перед закатом. Остальные машины должны были взлететь спустя три часа и прибыть к цели уже в темноте, ориентируясь по пожарам, вызванным Дулиттлом. Дулиттл надеялся приземлиться на аэродроме в Китае с последними лучами заката, а остальные самолеты должны были приземлиться уже 20 апреля. Накануне вылета кораблям эскадры следовало пополнить запасы топлива с тем, чтобы в оперативном районе двигаться на полном ходу: сначала выдвинуться к месту старта бомбардировщиков, а затем немедленно покинуть район.
