«Обманные» полеты У-2 для Пауэрса продолжались до августа 1958 года, когда ему приказали лететь на У-2 на базу Будё в Норвегии, не пересекая территории СССР. Этот полет должен был познакомить Пауэрса с окрестностями Будё на случай полетов в будущем. Маршрут лежал через Афины, Рим, Франкфурт и Ставангер (Норвегия). Этот маршрут был короче и безопаснее того, которым ему пришлось лететь позднее.
В июне 1959 года Пауэрсу поручили роль прикрытия в полете У-2. Когда была разработана программа полета, два самолета У-2 были переброшены на базу в Пешаваре, в Пакистане. Один У-2 вылетал из Пешавара в направлении озера Ван, изучая погоду, а второй отправлялся в полет над территорией СССР и должен был приземлиться в Будё. На этот раз Пауэрс летел на самолете прикрытия, а второму пилоту предстояло пролететь 3000 миль (4800 км) в воздушном пространстве Советского Союза.
Программа полетов была усилена с началом весны 1960 года, в это время они стали ежемесячными. В апреле 1960 года, за месяц до катастрофы самолета Пауэрса, один У-2 совершил удачный полет над СССР. Об этом полете Хрущев говорил: «Нужно было сбить самолет-разведчик еще в апреле. Но наши военные его, мягко говоря, проспали, за что и были наказаны».
Поскольку вся жизнь базы касалась и Барбары Пауэрс, она поняла, что ее мужу предстоит очередной полет, когда он пришел домой 27 апреля 1960 года и попросил ее приготовить «плотный обед». Она налила в один термос картофельный суп, в другой — кофе с сахаром и сливками, приготовила шесть бутербродов, печенье.
Той же ночью Пауэрс вылетел из Турции в Пешавар на транспортном самолете американских ВВС, на котором также летели полковник Шелтон и двадцать человек обслуживающего персонала. На специально оборудованном У-2 в Пешавар прилетел еще один летчик компании «Локхид».
Когда Пауэрс прибыл в Пешавар, он еще не знал, что ему придется лететь над Советским Союзом. Для этого полета готовили двух пилотов, но кто из них полетит, стало известно только за два часа до вылета. Этим пилотом стал Пауэрс. Последние указания поступили из ЦРУ, которое руководствовалось долгосрочными прогнозами погоды и стратегическими соображениями. Позднее агентство упрекали за то, что полет был назначен слишком близко к встрече руководителей нескольких стран. Но этот фактор не принимался во внимание ЦРУ, оно решило, что другие обстоятельства важнее, чем предстоящая встреча. Государственный секретарь Гертер сказал, выступая перед Комиссией по международным отношениям: «В другое время года погодные условия могли бы сорвать получение очень ценной информации. Нельзя отказываться от успешной разведывательной миссии. Мы полагаем, что было бы неразумно понижать нашу активность в связи с этими переговорами».
В решении назначить дату вылета на 1 мая 1960 года большую роль сыграли три фактора:
1. Прогноз погоды говорил о хороших условиях, что означало получение качественных снимков. (На самом деле Пауэрсу пришлось лететь над облаками).
2. 1 Мая для русских почти то же самое, что День независимости для американцев. Это национальный праздник, посвященный солидарности всех трудящихся. В Москве это повод для показа военной мощи во время парада, когда советские руководители, включая Хрущева, наблюдают за движением солдат и военной техники около Кремля. В Вашингтоне полагали, что в праздничный день снизится бдительность советских частей, которые будут отмечать его.
3. У ЦРУ были данные о том, что 1 мая на испытательный полигон поступит новая советская ракета, по размерам превосходящая американские ракеты почти в два раза (самая большая ракета в США 108 футов в длину (32 м)). Было известно, что полигон находится на новой ракетной базе около Свердловска. Вице-президент Никсон, посетивший СССР в 1959 году, говорил, что в районе этого города видел новый ракетный комплекс, он также отмечал, что у новых ракет типа «земля-воздух» была совершенно другая конструкция.
Ранним утром 1 мая, примерно в 2 часа по московскому времени, Пауэрса вызвал полковник Шелтон, который сообщил ему, что в тот день полетит он. В это же время разбудили другого пилота, и их отправили дышать кислородом, что было обязательным при подготовке к полету на большой высоте. Вскоре после этого Пауэрсу сказали, что его выбрали для полета над СССР, в то время как второму пилоту предстоит полет к озеру Ван в качестве прикрытия.
Летчику выдали карты полета, сказали, что его основной задачей будет огромная ракета на полигоне под Свердловском. Другими целями Пауэрса были площадка для запуска ракет к востоку от Аральского моря и базы военно-морского флота и ВВС в Архангельске и Мурманске, до которых Пауэрс так и не долетел. Кроме того, полковник Шелтон отметил на карте участок, на котором, по его словам, «что-то было, но что это — неизвестно». Обязанности Пауэрса были просты. Ему предстояло лететь по маршруту Аральское море — Свердловск — Киров — Архангельск — Мурманск— Будё, и над обозначенными на карте районами он должен был включать фотокамеры.