При полете к цели самолеты ударной группы выполнили четыре дозаправки. Пройдя район Тунисского пролива истребители-бомбардировщики снизились до высоты 50-60 м и начали развертывание в боевой порядок. Задачи ставились не всей группе, а отдельным звеньям. Все цели находились в районе Триполи: казармы Эль-Аззизия – резиденция полковника Каддафи; центр подготовки командос и международный аэропорт в порту Сиди- Биляль; военная зона аэропорта Триполи.
Еще до подхода истребителей-бомбардировщиков ВВС США в воздух поднялись четыре палубных самолетов РЭБ ЕА-6В (по два с каждого авианосца), а три «Хокая» поднялись в воздух еще до захода солнца. Самолеты ДРЛО барражировали в районах к востоку от Гибралтара, к северу Триполи и к северу от Бенгази всю ночь и весь следующий день, дозаправляясь в воздухе от палубных заправщиков КА- 6D; на корабли самолеты ДРЛО садились только для проверок аппаратуры и смены экипажа. Основная часть самолетов палубной авиации стартовала после 21 ч; в 21 ч 20 мин с «Корал Си» начали взлет восьмерка А-6 и шестерка F/A-18, с «Америки» – А-7 и F-14. В промежуток между 21 ч 45 мин и 22 ч 15 мин с авиансоца «Америка» стартовали шесть А-6, а восемь А-6 взлетели с «Корал Си», двум из них пришлось вернуться из-за отказов БРЭО. Группу патрульных самолетов боевого обеспечения составляли истребители F-14 и F-18.
В 23 ч 54 мин 14 апреля самолеты EF-111A и ЕА-6В начали постановку активных помех РЛС системы ПВО Ливии, а ровно в полночь палубные штурмовики А-7 и истребители-бомбардировщики F/A-18 произвели пуски 48 противорадиолокационных ракет «Шрайк» и HARM по радиотехническим средствам прикрывающих Триполи и Бенгази зенитно-ракетных комплексов.
Восемь F-111 в это же время атаковали казармы Эль-Аззизия в Триполи и центр подготовки коммандос. Летчики имели приказ сбрасывать бомбы только в случае точного опознавания целей. Выход в точку бомбометания экипажи F-111F осуществлялся на высоте 60-120 м при скорости 925 км/ч с южного, материкового, направления. Для обнаружения целей экипажи F-111 F использовали обзорно-прицельную систему AN/AVQ-26 «Пэйв Тэк». Большая часть бомбардировщиков несли по четыре 227-кг бомбы GBU-10 «Пэйвуэй» с лазерной системой наведения. Цели в Триполи засекались сначала с помощью бортовых РЛС бомбардировщиков, для окончательного наведения использовались информация тепловизионного канала системы целеуказания «Пэйв Тэк». На некоторых F-111F было подвешено по 12 225-кг свобод- нопадующих фугасных бомб. В 00 ч 6 мин пять F-111F обрушили свой груз на аэропорт Триполи. Бомбардировщики ВВС во время нахождения над целями прикрывались с воздуха истребителями F-14, но ливийские истребители так и не появились.
Палубные штурмовики А-6 атаковали намеченные объекты в районе Бенгази, используя аналогичную тактику. Самолеты несли 227-кг бомбы с тормозными устройствами Мк.82 «Снэкай» и кассетные бомбы Мк.20. Экипажи А- 6 использовали для обнаружения целей многофункциональные РЛС AN/ APQ-148 и системы целеуказания AN/AAS-33, обеспечивающую возможность автоматического сброса бомб в расчетной точке.
Условия бомбометания были достаточно сложные, в результате пять F-111 и два А-6 выполнили боевые задаче не полностью, проще говоря – не смогли осуществить прицельное бомбометание.
Через тринадцать минут после начала налета летчики получили команду «уноси ноги», а через две минуты один F-111 из восьми бомбивших Триполи пропал с экрана РЛС самолета ДРЛО, барражировавшего в районе Триполи. Сбит был F-111F с заводским номером 70-2389, экипаж в составе майора Фернандо Л. Рибас-Доминиччи и капитана Пола Ф. Лоренса погиб. Еще один поврежденный F-111 совершил посадку на авиабазе Рота в Испании.
Командир авианосца «Саратога» в 00 час 46 мин рапортовал, что все палубные самолеты вернулись на борт, в 00 ч 53 мин аналогичное сообщение поступило с «Америки», а в 5 ч 11 мин последний Р-111 приземлился в Англии. Самолеты-заправщики вернулись на свои базы спустя два часа после посадки бомбардировщиков. Операция «Каньон Эльдорадо» завершилось в 10 ч 00 мин 15 апреля с прекращением поиска летчиков сбитого F-111.
Оценка результатов налетов производилась утром 15 апреля двумя стратегическими разведчиками SR-71. Официальные данные министерство обороны США распространило через три дня. В Триполи повреждены казармы, на аэродроме уничтожено от трех до пяти транспортных самолетов Ил-76. Палубной авиацией в Бенине уничтожено не менее четырех МиГ-23, два вертолета Ми-8, два пассажирских самолета Фоккер F-27. Основной целью налета являлся жилой комплекс лидера ливийской революции, находившийся на территории казарм Эль-Аззизия. Сам Каддафи не пострадал, но была убита его приемная 16-месячная дочь и тяжело ранены два сына. По данным различных информационных агенств в результате удара погибло около 50 и было ранено более 100 ливийцев, имелись жертвы и среди иностранцев. Кроме военных объектов пострадали жилые дома, здания посольств Франции, Ирана, Югославии, резиденции послов Австрии, Финляндии и Японии. Наиболее тяжелые повреждения получило здание посольства Франции. «Точечного» бомбометания не получилось – отклонение от цели управляемых авиабомб в результате выполнения самолетами противозенитного маневра достигало 150 м, а кассетных и обычных бомб – 700 м. Малая высота и высокая скорость самолетов при бомбометании привели к тому, что значительная часть бомб не взорвалась. Ливийцы заявили, что они обнаружили 37 неразорвавшихся бомб.
