多行动，整个复仇行动要据对保密。”
接受任务之后，米切尔少将和中尉兰菲尔商议，决定把截击地点选在孔卡伊里湾以北65km的空域里，该处离山本五十六的目的地机场只有7分钟的航程。
4月18日黎明，天空晴朗，执行“复仇行动”的飞行员再次接到命令，强调不惜一切代价歼灭山本五十六座机。7点半，战斗空中编队向布干维尔飞去，为了避开日本占领区的雷达，战斗机关闭了所有无线电台，只靠罗盘和速度表导航，以超低空(不到10米)方式飞行。在飞行了960千米后，他们比山本五十六的座机提前50秒到达预定空域，此时，美国战斗机分成两组，一组是兰菲尔领航的攻击群，一组是米切尔领航的掩护群，他们分别爬升到不同的高度，等待目标的出现。
9点34分17秒，卡伊里湾以北65千米处上空出现了8架日本飞机。其中以两架三菱轰炸机为主，六架零式战斗机护航。发现目标后，米切尔的掩护机群立即逼近日机，企图引逗零式护航机离开轰炸机。
零式护航机果然上当，向高空的美国机群追了上去，紧接着，兰菲尔的攻击机群加大油门向山本五十六的座机飞扑而去。
一架日本零式战斗机俯冲下来意图插在两者中间，可兰菲尔就在所乘飞机马上撞上日机的瞬间按下了炮弹发射钮，零式战斗机顷刻间四分五裂。山本五十六的座机立即降低高度，企图逃跑。
兰菲尔和他的机群在后面紧追不舍。锁定目标之后，兰菲尔连续发射20毫米的机关炮弹，山本五十六座机的右引擎、机翼中弹，爆炸起火。在猛烈的攻击下，山本五十六的座机两翼折断，坠毁于离卡伊里湾几千米的丛林中。
第二天，日军找到了山本五十六飞机的残骸，他们发现山本五十六系头部中弹而亡，死时手里仍握着军刀，眼睛圆睁着。
估计他临死之前都紧握着军刀，心中狂呼着：“帝国万岁！”
几乎全体的日本民众都是十分敬重山本五十六的！根据2015年的日本民调显示！
日本当局直到5月21日才宣布“山本五十六壮烈牺牲”的消息。由于美国的保密工作十分出色，在战争结束前，日本人一直认为山本五十六的死是一次意外。
“我一生只做过一件大事，即在国家民族存亡绝续的关头，我破译日
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