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空袭东京（TokyoRaid），也称为杜立特空袭（DoolittleRaid），是第二次世界大战太平洋战争中，是二战期间美军对日本本土实施的首次空袭，于1942年4月18日（星期二）开始。杜立特空袭的实施，不仅是对日本违反国际战争准则不宣而战（指日本偷袭珍珠港）的一次报复，鼓舞了民心，提升了美军士气，为日后民众踊跃报名参军起到了一定的鼓舞和推动作用。空袭本身依然为处于抗战艰难期间的中国军民带来了希望，包括之后所有针对日本本土的空中打击从此有了更加响亮的称呼——“空袭东京”。
行动中，航空母舰大黄蜂号向西游弋至西太平洋海域之后，16架来自陆军航空队的B-25B米切尔中型轰炸机从航母甲板上陆续起飞。16架轰炸机前去轰炸日本境内的军事目标，考虑到中型轰炸机无法在大黄蜂号航母上着舰，计划让轰炸机在轰炸结束之后继续向西飞往中国境内降落。
此次突袭大大提升了美国人的士气，并使日本军部当局在民众心目中的威信发生动摇，对当局是否有能力赢得对外战争的质疑之声此起彼伏。遭受打击之后，日本不得不从印度洋调回强大的航母编队，用以防卫本土。突袭也令山本五十六确信美军太平洋舰队依然具备打击力，“威胁一日不除，帝国一日不得安宁”，遂下定决心，集中力量攻击中途岛——中途岛战役。此一战，美国海军于太平洋中部之中途岛附近海域击毁日本四艘航空母舰，重创日本海军，成为双方海军力量对比的转折点。
珍珠港遭袭之后，美军战场上连吃败仗。公众一片哗然，士气低落。
1941年12月21日在白宫召开的参谋总长联席会议上，美国总统富兰克林·D·罗斯福向与会成员指示军队应尽快组织针对日本的报复性打击。
空袭东京的想法由当时负责《反潜法案》的海军参谋次长——弗兰西斯·罗尔上校（Capt.FrancisLow）。他曾经几番视察位于弗吉尼亚州诺福克的海军机场，发现那里的跑道涂上了航空母舰甲板上的图案，用作飞机着舰训练。
1942年1月10日，弗兰西斯·罗尔向时任美国海军舰队总司令兼海军作战部长厄内斯特·金（Adm.ErnestJ.King）汇报了这一发现。他认为只要加以训练，双引擎的陆基轰炸机完全能够从航母甲板上起飞，金对罗尔的观点表示同意，遂任命本已退役的美国陆军航空兵中校詹姆斯·哈罗德·杜立特（Lt.Col.JamesHaroldDoolittle）负责策划方案并带领行动。杜立特退役之后，从事民用飞行事业，是当时著名的飞行员和航空工程师。
执行空袭的轰炸机方面，要求至少能携带一枚重达2000磅（910公斤）的炸弹续航2400海里（4400公里），在当时所有的飞机中，最终选中了北美航空公司出产的B-25B米切尔轰炸机。军方也曾考虑过B-26“劫掠者”、B-18“波洛”和B-23“龙”三款轰炸机，但因各种理由未予使用：B-26起飞时的最短滑行距离超过了航母甲板；B-23的机翼宽度比B-25大了近一半，占地太大，若带上航母，不仅作战飞机数量要削减，更有可能撞上舰岛。几番斟酌后，杜立特选择了B-18和B-25。但不久B-18也因机翼太宽被淘汰。
B-25在当时属新款飞机，未曾参与过实战，这也是杜立特所担心的一点。但之后B-25的测试显示了它足以满足此次空袭的要求。在杜立特首次汇报方案时，他的计划是空袭结束后，飞机可以飞往前苏联海参崴，这样航程就可缩短600海里（1000公里），依据租赁法案，着陆之后这些B-25可暂时移交给苏联，机组人员就可返回美国。
为此白宫派专员前往苏联密谈，却无果而终。原因在于苏联为避免陷入两线作战的窘境，便在1941年4月同日本签订了《苏日中立条约》，斯大林不想拿同美军合作来得罪日本。白宫认为，即便苏联同意降落，机组人员也有被移交给日方的危险。因此降落苏联的方案遭到否决。
方案确定使用B-25轰炸机之后，两架B-25搬上了停泊在弗吉尼亚州诺福克的大黄蜂号航母甲板，于1942年2月3日毫不费力地从航母上成功起飞。空袭计划因此迅速得到了批准，第17中型轰炸机大队前往诺福克，开始从中征募志愿者。之所以选择第17中型轰炸机大队是因为首批B-25就是分配到该大队服役的，截至1941年9月该大队的全部4个中队均已配备了B-25。第17大队不仅是美国陆军航空兵中的第一支中型轰炸机大队，而且机组人员驾驭B-25的经验也最为丰富。美国参战后，第17大队最先是隶属于陆军航空兵第8轰炸机军团。
第17大队一度在俄勒冈州尤马蒂拉县彭德尔顿（Pendleton,UmatillaCounty,Oregon）执行反潜巡逻任务。接到命令后，大队跨越整个美国迅速机动至位于南卡罗来纳州哥伦比亚的列克星敦县陆军航空兵基地。对外宣称将负责美国东海岸的反潜巡逻，实际则是为空袭日本作准备。大队于2月9日正式迁移至哥伦比亚，作战人员被告知他们有机会参加一项极为危险的任务，愿意参加者自愿报名。出于保密方面的考虑，对大队任何官兵都没有透露任务内容。2月17日，第17大队脱离陆军航空兵第8轰炸机军团。
初期方案中，空袭需要20架轰炸机。因此从第17大队挑选了24架B-25B米切尔轰炸机，将其运抵中部大陆航空公司（Mid-ContinentAirline）位于明尼苏达州明尼阿波利斯的改造中心进行改装。具体的改装包括：
拆除机腹炮塔中的机枪；
考虑到可能会遇到比较寒冷的天气，在机翼前端和机尾安装除冰器，防止燃油冻结；
在顶部机枪周围加装通风钢板；
为防止飞机方位暴露，行动全程无线电静默，因此无线电收发器没有用处，予以拆除；
在投弹舱加装副油箱，最初使用265加仑钢制油箱，由于漏油严重而改为225加仑橡皮油箱。在投弹舱上方加装160加仑的折叠式橡皮油箱，用完里面的油料后可以将其压瘪折叠；
在机腹炮塔里安装110加仑的金属副油箱，使B-25的总燃油载重从原先的646加仑提高到1141加仑；
考虑到一旦抵达中国上空尚需时间寻找可供降落的机场，燃油仍需多带一些。所以在飞机尾部的无线电员座舱装一个60加仑和十个5加仑的小油箱，要求机枪手在飞行过程中不断将小油箱里的油料加注到炮塔副油箱里，然后在小油箱上钻上孔，再扔出飞机，使小油箱能很快沉入大海，不给日军留下任何追踪机群的痕迹；
改进炸弹舱的炸弹挂钩，使之能够在加装了副油箱的狭小空间里安装两枚227公斤的爆破弹和一枚454公斤的燃烧弹，燃烧弹为子母弹，内有128枚3千克子燃烧弹；
考虑到尾部炮塔的双管12.7毫米机枪性能并不可靠，时常出现卡壳，决定卸掉尾部机枪以减轻飞机载荷。但为了保护飞机不至于受到来自后方的攻击，因此在机尾安装了两根涂成黑色的木棍，模拟机枪枪管，这种“稻草人”机枪在实战中还颇有效果：日军飞行员远远看去，难辩真假，倒也不敢轻易从后面发动攻击；
卸下诺登投弹瞄准器，代之以查尔斯·罗斯·格里宁陆军上尉（Capt.CharlesRossGreening）发明的代用瞄准器。这是因为诺登瞄准器在当时还属于尖端科技，考虑到飞机迫降敌占区的风险，很可能会落入日军手中，因此拆除。格里宁发明的代用品非常廉价，材料仅价值20美分。由于成像色彩度不高，被同行们起了个绰号——“马克·吐温”。（马克·吐温的眼睛患有色盲症，因此同行们拿来嘲讽成像色彩度不高的瞄准器）；
为了减少重量和避免起火，卸下照明弹，只在有装甲保护的飞行员座位后留了两发，供夜间着陆时使用；
改装的24架轰炸机中，在两架上安装摄影机随行抓拍轰炸效果。
与此同时，这24架飞机的机组人员全部征集完毕，前往改造中心所在地明尼阿波利斯，从1942年3月1日开始陆续驾驶改装好的24架B-25B飞往佛罗里达州的埃格林机场（EglinField，现埃格林空军基地）。在那里，机组人员接受为期三周的高强度训练，将第8空军基地1号辅助机场的滑行跑道涂装成航母甲板，驾驶B-25B模拟起飞，并进行低空飞行，夜航，低空投弹和水上导航。美国海军彭沙科拉航空站的亨利·L·米勒海军中尉（Lt.HenryL.Miller）监督起飞训练，后者的努力博得了杜立特赏识，被认为功不可没。杜立特中校在他的任务总结报告中提到，尽管训练的三周里出现的雨雾天气一度使训练变得不可能，但小组还是克服困难，达成了训练的预期目标。训练期间，一架B-25B在起飞时发生事故，严重受损。另有一架则在滑行时前轮发生振动。两机均因无法及时修复，被杜立特放弃。
1942年3月25日，剩下的22架B-25B从埃格林机场起飞，抵达加利福尼亚州麦克莱伦机场（McClellanField，现麦克莱伦空军基地）。两天后飞往萨克拉门托飞机补给站进行最终的调整。接着在3月31日，总共16架确定参加任务的B-25陆续飞往加州海军阿拉米达航空站。随后，航母大黄蜂号抵达阿拉米达，其中的15架执行投弹任务，率先搬上航母。但在第16架B-25的登船问题上，海军方面担心甲板上容纳不下，故一直阻挠。杜立特团队与海军方面持续商谈，直到航母将要出发前的最后一刻，海军才同意放行，得以让第16架B-25挤上大黄蜂号甲板，参与空袭行动。整个行动始终采取高度保密措施，参与行动的所有成员直到大黄蜂从旧金山出发之后才被告知此次任务的内容。
1942年4月1日，16架经过改造的B-25轰炸机和每架5名机组成员，再加上地勤维护人员，总计71名文职和130名作战人员，从旧金山的阿拉米达登上了大黄蜂号。每架B-25配备了4枚特别定制的500磅（225公斤）炸弹。4枚炸弹中，3枚填装高爆炸药，1枚为子母燃烧弹。这种燃烧弹呈长条棒状，上百根捆绑在一起挂入投弹舱。在投出机舱后，会分散开来，大面积燃烧目标。在行动出发后由全体作战人员合影留念时，杜立特中校颇具深意地在5枚炸弹的尾翼系上了日本的“友好”奖章——都是在战前由日本政府授予美军官兵的奖章。杜立特非常明白地告诉大家，用炸弹顺路帮个忙，让这些个虚伪的奖章统统滚回老家。摄影师真实地记录下了这一场景，成了太平洋战争史上最为著名的珍贵照片之一。
轰炸机的防护方面，由于战斗机航程短无法提供护航，防护就只能仰赖机舱上方的两挺12.7毫米口径机枪和头部的一挺7.62毫米口径机枪，机腹和尾部的机枪均已拆除。所有的16架飞机按照实际起飞的顺序簇拥着排列在大黄蜂甲板之上，大黄蜂本身的舰载机只能存入甲板下的机库。
4月2日上午10时，大黄蜂带领的第18机动舰队驶离阿拉米达。数天后，由大名鼎鼎的“蛮牛”威廉·哈尔西中将指挥、以企业号航母为核心的第16机动舰队在夏威夷以北海域与第18机动舰队会合。企业号上的战斗机和巡逻机为大黄蜂号和整个舰队提供空中保护，这支特混舰队包括：
舰种数量中文舰名英文舰名舷号
航空母舰2艘企业号USSEnterpriseCV-6
大黄蜂号USSHornetCV-8
重型巡洋舰3艘盐湖城号USSSaltLakeCityCA-25
北安普顿号USSNorthamptonCA-26
文森斯号USSVincennesCA-44
轻型巡洋舰1艘纳什维尔号USSNashvilleCL-43
驱逐舰8艘鲍尔奇号USSBalchDD-363
范宁号USSFanningDD-385
贝纳姆号USSBenhamDD-397
埃利特号USSElletDD-398
格温号USSGwinDD-433
梅瑞狄斯号USSMeredithDD-434
格雷森号USSGraysonDD-435
蒙森号USSMonssenDD-436
燃油补给舰2艘锡马龙号USSCimarronAO-22
萨宾号USSSabineAO-25
第16与第18机动舰队会合后一并向西航行，全程无线电静默。4月17日下午补给舰为舰队补充完燃油之后，与8艘驱逐舰向东后撤，航母和巡洋舰继续向西，以20节的速度朝日军控制的海域快步前进。在那里，16架B-25准备起飞。
4月18日清晨7:38，机动舰队距离日本本土尚有650海里（1200公里）。就在此时，正在该海域游弋的日军巡逻船日东丸23号发现了他们，随即向日本发送无线电预警。纳什维尔号将其击沉，日东丸上除了船长自杀之外，11名船员中5人生还，被救上了纳什维尔号。
令杜立特没有想到的是，舰队尚未抵达起飞地点，竟如此早地被日军发现了。因担心接到警报的日本很可能已出动兵力前来阻击，舰队若再往前行就会非常危险。杜立特和大黄蜂号舰长马克·米切尔决定，所有B-25立即起飞——比原计划提前10小时，意味着B-25将多飞310公里。待16架B-25依次排开发动引擎之后，留给杜立特起飞的滑行距离只有467英尺（142米）。16架B-25在8:20至9:19之间的一个小时之内全部成功起飞。第16架B-25原本只随同机队进行观测和拍摄，因计划有变，杜立特决定16架B-25全部用于轰炸。对美军来说，这是第一次，也是唯一一次陆基轰炸机从航母上起飞执行任务。
起飞后的B-25陆续飞往日本，航程初期采取2到4架为一组，之后则各自散开，贴近海面低空飞行以躲避日军雷达。6小时后，16架B-25于东京时间正午时分陆续飞抵日本上空，轰炸了东京的10座军事和工业目标，横滨2座，横须贺、名古屋、神户和大阪各1座。虽然一部分B-25遇上了防空炮火以及日机的追击拦截，却没有任何B-25被击落，仅Joyce中尉的10号机轻微受伤，机身被打出了洞。16架轰炸机中，只有Holstrom中尉的4号机因机枪失灵，日机死缠不放，将炸弹扔入东京湾，未能实施轰炸。
轰炸结束之后，16架轰炸机中的15架沿着日本南部海岸向西南飞往中国东部，按照杜立特的计划，浙江境内的几座（尚未被日军占领的）机场会亮起灯塔指引他们降落，然后经加油后再飞往重庆——国民党的战时首都。几座机场中最主要的，也是最容易找到的就是衢州。另外1架则因为燃油消耗过快，在明显撑不到中国海岸的情况下，前往海岸更近的苏联。
事实证明，计划没有变化来得快。15架B-25飞往中国时面对意想不到的挑战：夜幕降临、燃油所剩无几、再加上急剧恶化的天气。唯一庆幸的是飞往中国的航程中他们始终是顺风，使他们的航速提高了25节，否则他们根本无法在7小时内抵达中国上空。但处境还是非常严峻，一片漆黑的夜幕再加上糟糕的天气（有些遇上浓雾，有些则遇到大雨），使得机组成员根本弄不清机场方位。在燃油即将耗尽的节骨眼上，机组成员们意识到计划降落的机场已无望找到，选择在陆地上空弃机跳伞或是沿着海岸实施海面迫降。这15架飞机也成就了B-25米切尔中型轰炸机的最长航程，平均达到约2250海里（4170公里）。
而飞往苏联的8号机则在海参崴以北40英里（65公里）的机场降落，B-25被苏方没收，机组人员遭到扣押。苏联并没有为难约克上尉等5人，对他们与其说是扣押，倒不如说是作为“克里姆林宫的客人”而得到优待。尽管如此，美国寻求将5人带回国的外交努力屡遭失败。最终，约克一行5人被转移至距伊朗边境仅32公里的阿什哈巴德，他们贿赂了一名搞走私的阿富汗人，由他带着5人越境进入伊朗，于1943年5月11日抵达附近的英国领事馆。
在英国外交官的帮助下，约克等人经印度搭机返回美国。事后解密的苏联档案表明，那名走私者的背后其实是苏联人民委员会情报部（NKVD，情报机构克格勃的前身）特工。当时苏联因为已经和日本签订了中立条约，不愿拿释放美国人去激怒日本。因此先将美国飞行员转移至日本情报网无法渗透的中亚，再派特工协助越狱逃脱。这样，美国人是自己“逃脱”，日本方面也无话可说。
杜立特和他的机组成员在弃机跳伞安全着陆后，得到了中国民兵和平民的帮助，其中包括美国神父约翰·伯奇（JohnBirch）。和其他机组成员一样，杜立特弃机跳伞后，着陆在了稻田中的一处粪堆上，幸运地保住了之前受过伤的脚踝。想到其他15架飞机很可能也和自己一样弃机跳伞，再想到同伴或许已被日军俘获，杜立特深感失望，他认为空袭行动彻底失败，队员又下落不明，自己若回国必将接受军事法庭的审讯。
按照起飞顺序，16架轰炸机依次为：
尾翼编号40-2344
起飞时间上午8：20
轰炸目标东京
机长詹姆斯·哈罗德·“吉米”·杜立特中校1993年9月27日逝世
JamesHarold“Jimmy”Doolittle
副驾驶理查德·E·科尔中尉2019年4月10日逝世
RichardE.Cole
领航员亨利·A·“汉克”·波特中尉2002年5月27日逝世
HenryA.HankPotter
投弹手弗雷德·安东尼·布雷默上士1989年2月2日逝世
FredAnthonyBraemer
机师/机枪手保罗·约翰·列奥纳德上士
PaulJohnLeonard
轰炸效果：首先起飞抵达东京上空，率先投弹。东京时间下午0:30对东京北部的大型工厂投下四枚燃烧弹。随即向西飞去。
轰炸之后：于天黑时分抵达中国海岸。到夜间9:30，遇上浓雾，燃油耗尽却依然找不到机场。杜立特命令弃机跳伞，全部安全着陆于浙江省西天目山一带。成员仅脚踝处有挫伤。
着陆之后：在当地中国百姓的护送下安全抵达衢州，并从当地机场搭机返回美国。行动结束将近两年之后，机师兼机枪手列奥纳德上士在北非的一次行动中牺牲。
尾翼编号40-2292
起飞时间上午8：25
轰炸目标东京
机长特拉维斯·胡佛中尉2004年1月17日逝世
TravisHoover
副驾驶威廉·N·菲茨休中尉1981年8月31日逝世
WilliamN.Fitzhugh
领航员卡尔·理查德·维尔德纳中尉1994年5月7日逝世
CarlRichardWildner
投弹手理查德·尤因·米勒中尉1943年1月22日牺牲
RichardEwingMiller
机师/机枪手道格拉斯·V·拉德尼中士逝于1994年1月28日
DouglasV.Radney
轰炸效果：胡佛中尉的飞机于杜立特起飞的5分钟后起飞，紧随其后。他的B-25在到达海岸后与杜立特的B-25分道扬镳，偏西奔向自己的目标，对皇居以北的两栋弹药厂房和仓库投下炸弹。随后基本顺着杜立特的航迹向西飞往中国。
轰炸之后：2号机越过海岸后，同样没有找到机场。后成功地迫降在浙江宁波的一片水稻田中。全体成员安然无恙。
着陆之后：整整步行了三天后，得到了当地游击队员的救助。游击队一路护送，于4月22日乘船抵达松窑，再坐火车和步行最终于5月14日抵达重庆。行动结束将近两年之后，投弹手米勒中尉在北非的一次行动中牺牲。
尾翼编号40-2270绰号威士忌皮特
起飞时间上午8：30
轰炸目标东京
飞行员罗伯特·曼宁·“鲍勃”·格雷中尉1942年10月18日牺牲
RobertManning"Bob"Gray
副驾驶雅各布·厄尔·“肖蒂”·曼奇中尉1985年3月24日逝世
JacobEarlShortyManch
领航员查尔斯·约翰·奥祖克中尉2010年10月9日逝世
CharlesJohnOzuk
投弹手艾登·厄尔·琼斯中士1983年3月9日逝世
AdenEarlJones
机师/机枪手勒兰德·D·法克托尔下士1942年4月18日牺牲
LelandD.Faktor
轰炸效果：格雷中尉的飞机偏离了预定航线，晚了5分钟，于东京时间下午0：40左右飞临东京上空。此时地面上已开始了防空炮击，尽管遇到了高射炮的阻碍，却依然成功地对工业区的钢铁厂、煤气公司和化工厂进行了轰炸。投弹完毕后发现一座兵营，又低空机枪扫射了一番。遂拉升回原有高度飞向中国。
轰炸之后：飞入浙江境内后，始终寻找不到衢州机场。不久，燃油耗尽。在实际位于衢州东南约50公里处的遂昌（今浙江省丽水市遂昌县）上空，格雷命令成员弃机跳伞，机枪手法克托尔由于降落的地形十分糟糕，不慎跌落悬崖，成为空袭行动中丧生的第一人。领航员奥祖克在着陆时伤了腿，副驾驶曼奇落地后取降落伞橡胶垫中的水袋时不小心刮伤了手。
着陆之后：格雷一行4人得到了当地百姓的帮助，抵达安全地点。随后4人选择留在中国继续作战，加入陈纳德的美国志愿援华航空队——飞虎队。六个月后的10月18日，格雷中尉在一次对缅甸日军的轰炸行动中牺牲。为了纪念格雷，他的故乡德克萨斯州胡德堡（FortHood,Killeen,Texas）用他的名字命名当地的机场——罗伯特·格雷军用机场（与基林-胡德堡地区机场相邻），机场边有以他命名的湖——格雷湖。
尾翼编号40-2282
起飞时间上午8：38
轰炸目标东京
飞行员EverettWayneBrickHolstrom中尉逝于2000年12月2日
副驾驶LucianNevelonYoungblood中尉逝于1949年2月28日
领航员HarryC.McCool中尉逝于2003年2月1日
投弹手RobertJ.Stephens下士逝于1959年4月13日
机师/机枪手BertM.Jordan下士逝于2001年4月3日
轰炸效果：起飞后不久，机枪手Jordan就发现炮塔机枪根本无法使用，这意味着能保护飞机的就只有机首一门0.30英寸口径机枪，掩护不到侧翼。刚抵达东京南部的陆地上空就遭到4架日军战斗机的突然攻击。由于日机从侧身和后部发起攻击，机首的机枪也彻底成了摆设，始终无法摆脱敌机的纠缠。更糟糕地是，地面也出现了高射炮火。考虑继续按原计划轰炸风险实在太大，Holstrom中尉命令速将所携炸弹统统丢入东京湾，立即调头奔向中国。
轰炸之后：飞入江西境内，燃料耗尽，成员弃机跳伞，5人全部安全降落在了江西省上饶市东南方向。
着陆之后：由于在东京上空未有多少时间的停留，节省下的燃油使飞机越过了浙江一带危险的日军占领区，降落地也就相对安全了不少。到1943年底，除了McCool中尉之外的4人一直在印度支那半岛执行任务，Holstrom中尉指挥美军第11轰炸机中队。而McCool中尉则前往欧洲战场执行任务。
尾翼编号40-2282
起飞时间上午8：38
轰炸目标东京
飞行员DavidM.Jones上尉逝于2008年11月25日
副驾驶RodneyRossWilder中尉逝于1964年6月7日
领航员EugeneFrancisMcGurl中尉牺牲于1942年6月3日
投弹手DenverVernonTruelove中尉牺牲于1943年4月5日
机师/机枪手JosephW.Manske下士逝于1998年4月4日
大黄蜂号上的壮行，全体成员合影留念
轰炸效果：尽管炸弹室内的油箱出现泄漏，5号机依然成功起飞。虽抵达了东京上空，却始终无法找到预定目标。在遭到地面防空炮火射击的情况下，决定放弃预定的打击目标，直接对已发现了的发电站，储油罐和大型制造厂房投下了炸弹，予以摧毁。随即飞离东京前往中国。
轰炸之后：Jones上尉在他认为是衢州上空（实际为偏向衢州东南）之时下令全员弃机跳伞。机组成员均安全着陆，没有任何人负伤。他们成了16架空袭飞机中最先抵达衢州的机组。
着陆之后：行动之后，McGurl中尉留下来参战中缅印战场，被授予美军特殊飞行紫心十字勋章和国民政府陆海空军甲级一等奖章。
1942年6月3日McGurl中尉在轰炸完缅甸腊戍后飞往昆明的途中，飞机撞上高山而身亡。牺牲之后，1943年2月，他的紫心勋章由陆军航空兵JohnI.Moore上校于阿灵顿市政厅举行的追念仪式上交给了McGurl的父亲OwenMcGurl。Jones上尉前往欧洲战场，指挥位于北非的第319轰炸机大队，一次行动中被击落于比泽太而被德军俘虏，关押在波兰Zagan的空军战俘营。在战俘营中，加入“逃亡委员会”，策划逃亡方案并带领狱友挖掘逃跑用的地道。1945年4月获得自由，返回美国。Truelove中尉于两年之后，在意大利执行的一次行动中丧生。
尾翼编号40-2298绰号绿色大黄蜂
起飞时间上午8：40
轰炸目标东京
飞行员DeanEdwardHallmark中尉牺牲于1942年10月15日
副驾驶RobertJohnMeder中尉牺牲于1943年12月1日
领航员ChaseJayNielsen中尉逝于2007年3月23日
投弹手WilliamJ.Dieter下士牺牲于1942年4月18日
机师/机枪手DonaldE.Fitzmaurice中士牺牲于1942年4月18日
轰炸效果：紧随5号机抵达日本海岸后，6号机找到了预定目标，轰炸了东京北部的一座钢铁厂。关于飞机途中经历和行动中受损的详情，则是在机上唯一的幸存者Nielsen中尉于终战回国之后方才得悉。
轰炸之后：调转飞向中国，还没有抵达陆地上空，燃油已快耗尽。Hallmark和他的成员有两种选择——弃机跳伞或者海面上迫降。由于洋面上挣脱伞绳非常困难，担心一旦无法挣脱，溺水的风险非常大，最后决定海面迫降。飞机迫降在了浙江象山附近距离海岸3英里的海面上。
迫降之后：迫降时刻飞机与洋面发生巨大冲撞，投弹手Dieter下士和机枪手Fitzmaurice中士不幸溺水身亡。Hallmark中尉虽受轻伤，仍能游到岸上，与副驾驶Meder和领航员Nielsen会合。第二天找到了Dieter和Fitzmaurice的遗体予以埋葬。随后在当地中国百姓的帮助下试图前往安全地区，但中途还是被日军发现，遭到逮捕，成了战俘。3人，加上被捕的16号机全体5名成员，共8人被日军带上了法庭（非法的军事法庭），被指控杀害无辜百姓。起初8人均被判死刑，后经日本裕仁天皇的个人建议，仅对Hallmark、16号机的Farrow中尉和Spatz中士判处死刑，其他5人改为终生监禁。审讯期间，8人均遭受可怕的酷刑拷打，再加上日军故意不给食物，8人均因饥饿出现了严重的营养不良。Hallmark中尉的体重更是大幅萎缩，消瘦得与行动前相比简直判若两人。Hallmark、连同16号机的Farrow和Spatz，三人于10月15日被带至当时的上海第1公墓，蒙住双眼，跪成一排，执行枪决。随后日军为了掩盖罪证，把三人的遗物中标识他们姓名的部分全部除去。尽管如此，战争结束之后，美国官员还是幸运地找到了这些遗物，将它们带回国交予他们的父母。Hallmark的母亲在12月7日达拉斯的Love机场代儿子接受了特殊飞行十字勋章，而此时军方还向她承诺，说Hallmark虽成了战俘但依然活着并且情况良好。副驾驶Meder中尉于1943年12月1日在监狱中病逝。战后的1949年1月，美军将他、Hallmark和16号机的Farrow中尉三人的遗体运回美国，一同安葬在阿灵顿国家公墓。领航员Nielson中尉在监狱中囚禁了40个月，大多是时间都是单独监禁。二战临近结束的前夕，一支战略特工处（隶属于中央情报局）派遣的空降营救小组从狱中救出了Nielson中尉，将他带回了美国。
尾翼编号40-2261绰号瘸脚鸭
起飞时间上午8：42
轰炸目标东京
飞行员TedW.Lawson中尉逝于1992年1月19日
副驾驶DeanDavenport中尉逝于2000年2月14日
领航员CharlesL.McClure中尉逝于1999年1月1日
投弹手RobertStevensonClever中尉牺牲于1942年11月20日
机师/机枪手DavidJ.Thatcher下士
轰炸效果：7号机飞入的目标区域是位于东京市中心港区的工业厂房，日军防守最为严密。飞入港区上空后随机遭到地面高射炮的猛烈炮击，并与6架日军战斗机遭遇，不过幸好未受攻击。7号机随即轰炸了目标厂房，随后抽身而退，飞往中国。
轰炸之后：随着夜幕降临和天气变得恶劣，能见度不佳，燃油也已经耗尽。Lawson意识到已无希望抵达衢州机场。和其他空袭飞机一样，要么弃机跳伞要么迫降。最终Lawson选择了后者，迫降在了浙江三门湾附近的海面上。
迫降之后：迫降时Lawson中尉腿部受重伤，除机枪手Thatcher下士之外均有负伤，其中Lawson和McClure2人伤势严重。幸运的是，他们与15号机的5人相遇，而5人中的机枪手DocWhite正好是名医生，4人均得到了及时的救治。McClure中尉直到1943年方才康复出院。Lawson的一条腿由于伤势太重，White不得不为他截肢。在当地中国百姓和游击队的帮助下，终于顺利抵达安全地带。美国政府为他们每人都颁发了特殊飞行十字勋章。Lawson中尉伤愈复职之后，将空袭的经历著书。1944年便依据Lawson的这本书，创作了两部电影，其中一部便是家喻户晓的同名电影——《东京上空30秒》。投弹手Clever中尉于6个月后的11月20日，在俄亥俄州的Versailles附近坠机身亡。
尾翼编号40-2242绰号雪橇
起飞时间上午8：46
轰炸目标东京
飞行员EdwardJ.SkiYork上尉逝于1984年8月31日
副驾驶RobertG.Emmens中尉逝于1992年4月2日
领航员NolanAndersonHerndon中尉逝于2007年10月7日
投弹手TheodoreH.Laban中士逝于1978年9月16日
机师/机枪手DavidWilliamPohl中士逝于1999年2月18日
轰炸效果：8号机在搬上大黄蜂号甲板之前，引擎曾经出现过问题——燃油消耗比正常情况下要快不少，可能是汽化器（亦称化油器）的调试有问题。此次行动中也发生了，燃油消耗得挺快。尽管如此，York上尉并不放弃，找到了预定攻击的工厂，投下了炸弹。整个过程中，机舱顶部的炮塔机枪由于无法使用，行动中飞机其实一直处在不设防的状态。
轰炸之后：飞离东京上空后，发觉剩余的燃油定然无法让他们撑到中国海岸。虽然起飞前杜立特曾再三告诫切勿飞往苏联（苏日之间已签署中立条约，行动前于苏方的密谈也告失败，因此在苏联降落恐怕是凶多吉少），但York上尉考虑到眼下燃油够他们抵达的就只有苏联远东，随即决定转向北飞，降落在距符拉迪沃斯托克（即海参崴）以北40公里处的一座大型机场。
着陆之后：机组5人被苏联当局扣押，长达13个月。Emmens之后在他的著书中描述当时被扣押的经历是“感觉自己像是克里姆林宫的客人”，苏联方面除了关押他们以外，并没有为难他们。降落后，这5名美国人的扣留地点几经辗转。饮食方面，也是和苏联平民一样，基本上就是黑面包和卷心菜，因此5人陆续出现了营养不良、痢疾等病症。不希望就这么等到战争结束，5人开始策划逃跑。之后他们被转移到了靠近伊朗边境的阿什哈巴德，经一名好心的苏联军官介绍，他们结识了一位从事偷渡走私的阿富汗人，也就是通常所说的“蛇头”。这名蛇头经常给苏联军官带来国外的食物和黑市上的货品，因此交情颇深。机组5人口袋里总共有300美元，于是支付给蛇头250美元，由他带着5名美国人成功越境，抵达英国驻伊朗大使馆。然后在阿什哈巴德的英国外交官们的帮助下，5人取道印度，最后在那里于1943年5月搭机返回美国。
尾翼编号40-2303绰号旋转中的狂舞者
起飞时间上午8：50
轰炸目标东京
飞行员HaroldFrancisDocWatson中尉逝于1991年9月14日
副驾驶JamesN.Parker中尉逝于1991年6月19日
领航员ThomasC.Griffin中尉逝于2013年2月26日
投弹手WayneMaxBissell中士逝于1997年1月9日
机师/机枪手EldredV.Scott上士逝于1978年7月31日
轰炸效果：9号机和之前的僚机一样，也遇到了地面防空炮的轰击，东京湾上也出现日军舰艇的射击。Watson中尉和同伴相当高效，轰炸了预定目标——川崎汽车和坦克制造厂（日后情报显示遭到轰炸的其实是日本煤气与电气公司）之后便径直飞往中国，扬长而去。
轰炸之后：飞机在天黑之后不久飞到中国陆地上空，此时天降大雨，空中能见度极差。Watson中尉下令集体弃机跳伞，5人在鄱阳湖以南100英里处的江西省宜黄县着陆。5人中仅Watson着陆时受伤。
着陆之后：经当地中国百姓的帮助，抵达安全地区湖南衡阳。Watson在回国之后住进了华盛顿特区的WalterReed医院继续治伤，直到1944年夏才出院。Bissell中士回到家乡后参加飞行员培训，获得资质后于1943年得到了一份飞行员的工作。Griffin中尉在1943年北非的战斗中坠机被俘，关押在德国战俘集中营内直至二战结束。
尾翼编号40-2250
起飞时间上午8：53
轰炸目标东京
飞行员RichardOutcaltDickJoyce中尉逝于1983年2月13日
副驾驶J.RoydenStork中尉逝于2002年5月2日
领航员HoraceEllisSallyCrouch中尉逝于2005年12月21日
投弹手GeorgeElmerLarkin,Jr.上士牺牲于1942年10月18日
机师/机枪手EdwinWestonHorton,Jr.上士逝于2008年11月26日
轰炸效果：作为10号机的B-25原本计划在大黄蜂号驶离旧金山的两天后，尝试一下B-25是否能安全起飞。这一安排最后被取消。尽管遭到地面防空炮火和9架日军战斗机的拦截，Joyce中尉和同伴依然驾驶着它轰炸了预定目标——日本特种钢铁公司和其他设施。然而，猛烈的炮火还是击中了飞机，在机身上打出了一个直径达18厘米的大洞，成为所有16架B-25中在日本上空唯一的“挂彩”之处。攻击结束之后，飞往中国的途中有遭遇了三波日军战斗机的攻击，Joyce中尉将飞机拉高进入云层之后才成功摆脱追击。
轰炸之后：飞入浙江之后燃油耗尽，弃机跳伞。5人均安全着陆在衢州以东地区，无一人受伤。
着陆之后：由于距离预定目的地衢州很近，在当地百姓的协助下，仅花了4天便抵达衢州。5人留在中国，参与印度支那半岛的作战直到1943年。6个月后的10月18日，上士Larkin在印度Assam上空坠机牺牲。
尾翼编号40-2249绰号哈里卡里人
起飞时间上午8：56
轰炸目标东京（原计划轰炸横滨）
飞行员CharlesRossGreening上尉逝于1957年3月29日
副驾驶KennethE.Reddy中尉牺牲于1942年9月3日
领航员FrankAlbertKappeler中尉逝于2010年6月23日
投弹手WilliamL.Birch中士逝于2006年11月18日
机师/机枪手MelvinJ.Gardner中士牺牲于1942年6月2日
轰炸效果：11号机原计划轰炸横滨，但是因为偏离了航线而没有找到横滨。Greening上尉驾机时，没有注意到自己从一座日本空军基地的头顶上飞过。4架日机迅速升空，10分钟之后追上并进行攻击。Gardner中士开动机枪予以还击，击落一架，击伤一架敌机。B-25找到了预定目标，轰炸了一座大型炼油厂和储油仓库。调转向西之时，发现港口有三艘日军巡逻艇，Gardner中士予以扫射了一番之后，才转向飞赴中国。
轰炸之后：在飞过中国海岸进入内陆超过200英里之后，全员弃机跳伞，在浙江衢州以东地区着陆。副驾驶Reddy中尉摔断了膝盖骨，头皮也负伤了。Gardner中士跳伞降落时扭伤了两个脚踝。其他3人没有负伤。
着陆之后：经当地百姓的救助，5人安全抵达衢州，负伤的两人在当地接收治疗。Greening上尉康复之后前往北非作战，1943年7月17日的一次行动中坠机被俘。两个月后他逃了出来，却在躲藏了半年后又再度被捕，并被囚禁至二战结束。Gardner中士留在了印度支那战区作战，1942年6月2日在结束轰炸任务返回途中被地面炮火击落牺牲。
尾翼编号40-2278绰号命运无常
起飞时间上午8:59
轰炸目标横滨
飞行员WilliamM.BillBower中尉逝于2011年1月10日
副驾驶ThaddHarrisonBlanton中尉逝于1961年9月27日
领航员WilliamR.Pound,Jr.中尉逝于1967年7月13日
投弹手WaldoJ.Bither中士逝于1988年2月25日
机师/机枪手OmerAdelardDuquette中士牺牲于1942年6月3日
轰炸效果：进入日本陆地上空之后，两架日军战斗机上来追击，同时遭到了地面猛烈的防空炮火。原计划轰炸横滨造船厂，但由于造船厂上空漂浮着不少气球，无法接近投弹。因此Bower决定改为轰炸横滨港口的大仓炼油厂，两座厂房和一座大型仓库。投弹完毕后，在飞往中国的途中发现一艘日军的气象监测船，Duquette中士一通扫射将其击沉。
轰炸之后：在飞过中国海岸后，全员弃机跳伞，在浙江衢州以东地区着陆。机枪手Duquette在着陆时不慎摔断了双脚。其他4人安然无恙。
着陆之后：他们遇到了好心的当地百姓，驾车将他们送往衢州。中途与Joyce中尉率领的10号机成员会合后，仅花了4天时间两队人员便安全抵达衢州。六周后，Duquette中士执行完在缅甸的轰炸任务后的返航途中因飞机撞上山崖，不幸坠机身亡。
尾翼编号40-2247绰号复仇者
起飞时间上午9：01
轰炸目标横须贺
飞行员EdgarE.McElroy中尉逝于2003年4月4日
副驾驶RichardA.KnobbyKnobloch中尉逝于2001年8月13日
领航员ClaytonJ.Campbell中尉逝于2002年11月17日
投弹手RobertC.Bourgeois中士逝于2001年11月13日
机师/机枪手AdamRayWilliams中士逝于1993年11月30日
轰炸效果：尽管遇上了猛烈的防空炮火，McElroy和同伴找到了预定目标——横须贺海军基地。投下的炸弹准确命中了正在干船坞内建造的“大鲸“号潜艇母舰的中甲板、一架起重机，一艘运输船和几座建筑物。
轰炸之后：在中国江西波阳（后改鄱阳）以东地区上空弃机跳伞，五人均安全着陆，只有Williams中士扭伤了膝盖。
着陆之后：在好心的当地百姓的帮助下，3天后便安全到达衢州。行动之后，5人均留在中国超过一年，支援印度支那地区的作战。虽历经众多作战任务，到二战结束之时，5人全部幸存。
尾翼编号40-2297
起飞时间上午9：07
轰炸目标名古屋
飞行员JohnA.JackHilger少校逝于1982年2月3日
副驾驶JackA.Sims中尉逝于2007年6月9日
领航员JamesHerbertHerbMacia,Jr.中尉逝于2009年12月20日
投弹手JacobEirman中士逝于1994年1月16日
机师/机枪手EdwinV.Bain中士牺牲于1943年7月19日
轰炸效果：起飞数小时后发现日军巡逻机，但日机似乎并未发现B-25。飞机一路向西顺利地对名古屋城附近的兵营，和南部的三菱飞机制造厂投弹，轰炸效果好的以至于飞机西去30英里外依然能看到滚滚浓烟。
轰炸之后：成功在江西沙溪地区上空弃机跳伞，安全着陆，仅飞行员Hilger少校受轻伤。
着陆之后：两天之内便抵达衢州。一部分留在印度支那作战，一部分转战欧洲。1943年7月19日，Bain中士在意大利罗马附近的作战结束返航途中坠机阵亡于第勒尼安海。
尾翼编号40-2267绰号TNT
起飞时间上午9：15
轰炸目标神户
飞行员DonaldG.Smith中尉牺牲于1942年11月12日
副驾驶GriffithPaulWilliams中尉逝于1998年7月14日
领航员HowardAlbertSessler中尉逝于2001年2月9日
投弹手EdwardJosephSaylor中士
机师/机枪手ThomasRobertDocWhite中尉逝于1992年11月29日
轰炸效果：对神户钢铁厂、川崎飞机制造厂和电力机械厂进行了轰炸，直到投下了炸弹，日军的高炮才开始射击。
轰炸之后：在中国浙江石浦附近的海面上进行了迫降后，五人乘救生筏上岸。
着陆之后：为躲避日军搜索东躲西藏了几天后，得知7号机Lawson他们的下落，前去与之会合，White为7号机的受伤战友提供救治。Smith中尉7个月后在欧洲西部一次坠机中因伤势过重，不治身亡。Williams中尉则在1943年7月被击落于北非，成为德军的战俘直到二战结束。
尾翼编号40-2268绰号风驰电掣
起飞时间上午9：19
轰炸目标名古屋
飞行员WilliamG.BillFarrow中尉牺牲于1942年10月15日
副驾驶RobertL.Hite中尉
领航员GeorgeBarr中尉逝于1967年7月12日
投弹手JacobDanielDeShazer下士逝于2008年3月15日
机师/机枪手HaroldA.Spatz中士牺牲于1942年10月15日
轰炸效果：16号机比1号机晚出发1小时，日本的防空已经开始严密了。起飞之时，1名水手因不慎摔倒跌入引擎进气口，失去一只手臂，实乃不祥之兆。原计划轰炸大阪，因迷航飞到了名古屋。尽管遇到了日机拦截，16号机还是实施了投弹，轰炸了大型储油库和三菱飞机制造厂。
轰炸之后：在燃油耗尽之前，弃机跳伞。尽管Farrow知道降落地靠近日军占领的南昌，但还是下令跳伞。
着陆之后：1小时后Barr中尉即遭日军捕获。到第二天中午全部5人均被俘。Farrow和Spatz于1942年10月15日被日军处决。Hite，Barr和Deshazer直到1945年8月20日才得到解救。
空袭结束后，着陆在中国境内的绝大多数机组都得到了当地中国百姓和军队的帮助，最终抵达安全地区。然而，帮助和保护过他们的中国人却因此付出了惨痛的代价，甚至是无数的生命。为了感谢中国百姓们的无私帮助，临别之时美国兵往往会把手头上有的物品全都赠予他们，不管是吃的、穿的、还是用的。而不幸的是，恰恰是这些物品使乡亲们蒙受血光之灾。
日军随后立即发动了浙赣战役，恫吓和警告中国平民不许帮助坠机的美国飞行员。空袭机组成员降落地周围20,000平方英里（50,000平方公里）范围内的所有机场和滑行跑道均被摧毁。战役中日军针对中国百姓，特别是查出携有美国物品的平民施加暴行，甚至动用了细菌武器。为了搜出空袭的美国飞行员，被日军杀害的中国百姓据估计达到25万人。
两架飞机的10名机组成员——Hallmark的6号机成员和Farrow的16号机——就没有那么幸运了。行动4个月后的1942年8月15日，美国从瑞士驻上海总领事馆方面获悉，8名失踪的机组人员关押在日军上海警备司令部（另2名其实已在飞机海面迫降时溺水身亡）。
1942年10月19日，日军发出布告，宣称他们已经审判了8名美国飞行员并全部判处死刑，但之后其中5名的死刑又被改为无期徒刑。不过在布告并没有说出8名飞行员的姓名和其他详情。
而最后两名失踪队员早已溺水身亡的消息，直到二战结束后在上海举行的战犯审判法庭上方才公诸于世。法庭从1946年2月开庭审理关于四名日本军官在狱中施行过虐待的指控。从中得知，2名失踪的队员，6号机的WilliamJ.Dieter上士和DonaldE.Fitzmaurice中尉早已在他们的B-25迫降海岸之时溺水身亡。另外的8人，6号机的DeanE.Hallmark中尉，RobertJ.Meder中尉，ChaseNielsen中尉，16号机的WilliamG.Farrow中尉，RobertL.Hite中尉，GeorgeBarr中尉，HaroldA.Spatz下士和JacobDeShazer下士，被俘。1942年8月28日，飞行员Hallmark，Farrow和机枪手Spatz被日军指控杀害日本平民而获罪。10月14日，3人被告知将于第二天行刑。10月15日下午4点30分，3人被带上卡车，前往上海郊外的第一公墓中处于枪决。
剩下的5人则被继续囚禁，日军拒绝给予他们食物，再加上酷刑折磨，致使5人的健康状况迅速恶化。1943年4月5人被转移至南京关押，12月1日，Meder中尉病逝。剩下的4人（Nielsen，Hite，Barr和Deshazer）终于得到了稍好一些的待遇，甚至还得到了圣经和一些其他书籍。1945年8月美国中央情报局派遣空降特工小组将4人解救了出来。曾经虐待8名被俘机组成员的4名日军军官被带上战犯法庭，法庭判处4人全部有罪。其中3名日军军官被判重体力劳役5年，另一名被判有期徒刑9年。Deshazer下士最终成了一名神父，于1948年前往日本，并在那里传教超过30年。现4名当时的幸存者中仅Hite健在。Barr1967年死于心脏病。Nielsen逝世于2007年而JacobDeshazer也在2008年3月15日与世长辞。
另外还有一名空袭成员在行动当日牺牲。3号机上的机枪手LelandD.Faktor下士在弃机跳伞后不慎坠崖身亡。
跳伞着陆之后，杜立特对身边的队员说出了他的看法。他相信另外15架B-25肯定全都坠毁了，要么和他们一样弃机跳伞或是迫降，甚至有可能东京上空就遭击落。在1号机寻找预定轰炸目标时，杜立特已经发觉实际情况与计划时参看的地图有着不少出入，目标不易辨识。故而杜立特认为，空袭对目标的打击可能相当小，行动明显失败。这样的话，他若回国必将为行动失败承担责任，接受军事法庭的审判。但杜立特是在无法联系上其他队员的情况下作出的猜测，与他的想法截然相反，在地球另一边的美国，民众通过政府和媒体得知了空袭得手的消息，社会上下欢呼雀跃，总统罗斯福更是授予杜立特荣誉奖章（MedalofHonor），并跳过上校军衔而直接提升他为准将。
出于空袭成员人身安全的考虑，政府并未向外公布杜立特等成员的姓名。因此也就不难理解，当1942年7月杜立特准将（最后提升至四星上将）与指挥官GrandisonGardner上校再次光临当年训练空袭机队的Eglin机场之时，当地（佛罗里达州Crestview）报纸Okaloosa新闻随报道了军方视察机场一事，却对杜立特的名字一笔带过，媒体根本不知道这位略显矮小的将军就是空袭东京的英雄，更不知道半年前他曾在Eglin训练的那段经历。杜立特在之后的三年中，相继指挥北非的第20航空队，地中海的第15航空队和位于英国的第8航空队。
除了杜立特获荣誉奖章之外，DavidJ.Thatcher下士（7号机机师/机枪手）和ThomasR.White中尉（15号机军医/机枪手）因为在着陆后全力救助负重伤的Lawson机组成员并帮助全队躲避日军搜索，二人均获得银星奖章以为表彰。所有80名空袭队员，包括牺牲的7名队员，荣获特殊飞行十字勋章（DistinguishedFlyingCross），而行动中牺牲和负伤的队员还被授予紫心勋章（PurpleHeart）。另外，每一位空袭成员还得到了中国政府的嘉奖，包括陆海空军甲级一等奖章。
在行动后的一年多时间里，生还的73名队员中有28人留在中缅印战场执行飞行任务，5人在行动中牺牲。另外有19人在返回美国后不久即转战北非执行作战飞行任务，其中4人在行动中丧身，4人成为了战俘。另有9人参与欧洲战场，1人在行动中身亡。73名生还者中总共12人在此次空袭后的15个月之内坠机牺牲。二战结束前，有2人因伤势过重难以参战，于1944年退役。
而提供给杜立特空袭成员的第17轰炸机大队，行动后得到了人员增补，并于1942年6月转移至Barksdale陆军航空机场，在那里全队改换装备，开始使用B-26Marauder中型轰炸机。1942年11月大队部署于北非，与当地的第20航空队一同在地中海战区作战，直到二战结束。
日后，美军开始使用破坏力惊人的B-29超级堡垒（Superfortress）空袭日本，与B-29相比，杜立特空袭造成的破坏着实微不足道，据称空袭后不久，遭轰炸的设施就都修复一新。杜立特机队对8个主要目标，5个次要目标实施了轰炸。在东京，目标包括一座燃料储藏仓库，一座钢铁厂和数座发电厂。在横须贺，McElroy中尉驾驶的13号机投下的炸弹中，至少有一枚炸到了几近完工的日本帝国海军龙凤号航空母舰，使航母不得不在船坞中躺到11月方才完工出航。另外有6所学校和1家陆军医院也遭到了轰炸。
尽管轰炸效果很小，但空袭的消息一经发出，美国上下一片欢腾。之前从珍珠港遭袭，到日本接连占领东南亚领土和岛屿，媒体报道的一向都是坏消息，在这个时候就特别需要从前线传来的胜利消息来鼓舞人心，无论胜利来自于多么小的一场战斗。
杜立特空袭也对日后二战的战略形势产生了影响，尽管在当时并未认识到这一点：空袭使得日军意识到了本土防御的脆弱，随即从各条战线上召回部分部队安排本州岛的防御。在印度洋上，由南云忠一大将指挥的主力航母作战群拥有五艘速度极快的大型航母，所携带的舰载机队也属帝国海军中最强的一支。这支舰队的存在沉重打击了英国皇家海军和盟军在印度洋的物资运输航线。南云的舰队曾一度挺进至最西面的锡兰（今斯里兰卡），对部署在那里的英国港口和皇家空军机场实施了数次空袭。然而杜立特空袭迫使日本为了防守本土，将南云的舰队召回了日本，从而一下子缓解了对印度洋上皇家海军的压力，更使得战备物资得以较安全地由商船运抵印度后再输往中国。这样看来，杜立特空袭迫使日本下了一子败棋。
从美军航母可以安然无恙地靠近日本本土这一点来看，日本帝国海军的重大失职也是无法推卸的。遭到空袭之后，日军得知实施攻击的轰炸机并非舰载机，而是大型的双引擎陆基轰炸机。帝国海军最高司令部苦恼于搜寻可能用作这些陆基轰炸机起飞的岛屿，却始终没能搞清楚陆基的敌机究竟从何而来。海军司令山本五十六考虑到本土防御力量的脆弱，由于在夏威夷到日本本土之间的海域确实存在岛屿，山本认为必须拿下这些岛屿，否则无法排除美军利用这些岛屿起飞陆基轰炸机空袭日本的可能性。于是山本下定决心集中力量以占领战略要地中途岛，遂爆发了中途岛海战。此役，日本帝国海军4艘大型航母被悉数击沉，损失惨重。
从20世纪40年代晚期开始，当年参与杜立特空袭的机组成员差不多每年都会重聚在一起，举办年会。每次到重聚年会中的高潮之时，都会举行一个庄重的私人仪式。在仪式上，健在的成员们将齐声念起每一位成员的名字，并祝酒缅怀过去一年里辞世的战友。80名成员每人都有一只经特别雕刻的银质高脚杯，用来祝酒。一旦一位成员去世了，那他的杯子就被倒置，这样一看就能知道某位成员是否健在。而高脚杯上会两次刻上主人的姓名。健在之时于杯子上方刻名，而逝世后则反向在杯子底部刻上名字。
从1960年起的每次成员聚会上，成员们都会喝上一口1896年即杜立特出生那年酿制的Hennessycognac葡萄酒，他们约定当仅剩下两名成员健在之时，将由两人喝完瓶中最后的酒。那种酒瓶和80名成员的银质高脚杯在2006年以前一直由美国空军学会保管，展览于军校学员社会中心的Arnold大厅内。2006年4月19日，杜立特空袭64周年之际，酒瓶和高脚杯转移至俄亥俄州Wright-Patterson空军基地的美国空军国家博物馆内。
截止到2011年4月健在的成员
1.RichardE.Cole上校，当时为1号机上的副驾驶。
2.ThomasC.Griffin少校，当时为9号机上的领航员。
3.RobertL.Hite中校，当时为16号机上的副驾驶。
4.EdwardJosephSaylor少校，当时为15号机上的机师兼机枪手。
5.DavidJ.Thatcher上士，当时为7号机上的机枪手。
2006年4月在俄亥俄州Dayton举行的64周年重聚年会上，能够前往参加的成员仅剩下了8人，2007年德克萨斯州圣安东尼奥举办的65周年重聚会上，剩下7名成员。2008年德克萨斯州达拉斯的66周年重聚会上来了6名成员。2009年南卡罗来纳州哥伦比亚的第67年会上，仅来了4名成员。2010年的第68届年会回到俄亥俄州代顿举行，仅Cole，Griffin，Hite和Thatcher四人身体状况尚好，前来参加。2011年4月14日至17日，第69届年会在内部拉斯加州奥马哈举办，健在的5名成员Cole，Griffin，Hite，Saylor和Thatcher都到场了。
行动中幸存的飞行员里，最后在世的BillBower，于2011年1月10日在科罗拉多州Boulder逝世，享年93岁。
ThomasC.Griffin于2013年2月26日在俄亥俄州辛辛那提市逝世，享年96岁。
EdwardJ.Saylor于2015年1月28日在华盛顿州Sumner逝世，享年94岁。
RobertL.Hite于2015年3月29日在田纳西州纳什维尔逝世，享年95岁。
DavidJ.Thatcher于2016年6月22日在蒙大拿州Missoula逝世，享年94岁。
截止到2016年7月4日，当年参与杜立特空袭的机组成员唯有RichardE.Cole还在世。
2019年4月9日，最后唯一一位在世的参与杜立特空袭的机组成员RichardE.Cole，在德克萨斯州的圣安东尼奥市逝世，享年103岁，至此当年参与杜立特空袭的全部80名机组成员均已逝世。
官方之纪念庆祝活动
1992年4月迎来杜立特空袭50周年。当年曾经营救美军飞行员的陈慎言、朱学山、曾健培、刘芳桥和赵小宝等五位老人收到美国方面的邀请，参加了在美国举办的纪念杜立特空袭五十周年之庆祝活动。时任美国总统的乔治·布什更是在白宫亲切接见了他们。
1992年4月18日，在“杜立特行动50周年”纪念会上，时任美国总统的乔治·布什对这段历史作出了高度评价：“在突袭以后，那些善良的中国人不顾自己的安危，为我们的飞行员提供掩护，并为他们疗伤。在具有特殊意义的时刻，我们也向他们表示崇高的敬意，感谢他们作出的人道主义努力，是他们的帮助才使我们的飞行员能够安全返回。杜立特行动虽然已经过去半个世纪了，但这些英雄们一直受到美国人民的敬仰和尊重。我们永远不会忘记他们作出的伟大功勋，也永远不会忘记为自由和正义事业作出贡献的中国人。”
2012年迎来杜立特空袭70周年纪念，美国杜立特轰炸者协会特意邀请了浙江衢州江山的村民廖明发前往美国。他的父亲廖诗原，正是当年救下3号机领航员Ozuk的人之一。
2017年4月18日，在杜立特空袭75周年纪念活动上，101岁的RichardE.Cole向他那79位已经逝去的战友们举杯致意，并且将那只属于DavidJ.Thatcher的高脚杯倒置。
杜立特空袭被成功地搬上了银屏，诞生了1944年的《东京上空30秒》，风靡一时。影片翻拍自同名回忆录，作者正是当时7号机的飞行员TedW.Lawson上尉。影片对空袭任务作到了非常精确的再现，得到了空袭队员们的一致认可。
1976年由杰克·斯米特导演影片《中途岛战役》，作为中途岛战役的起因，影片开始的时候，短暂的描述了一下杜立特空袭。
2001年好莱坞电影《珍珠港》（PearlHarbor）（由亚历克·鲍德温饰演杜立特）也描述了杜立特空袭。但是影片对于空袭本身和后期影响的描述都不准确，特别是将轰炸描绘成了对整个工业区的毁灭性打击，与事实不符。
