Удар по Пенемюнде под кодовым названием «Гидра» уже давно готовился командованием английских ВВС. После принятия правительством решения произвести массированный налет по немецкому экспериментальному ракетному центру командующий бомбардировочной авиацией А. Гаррис и его штаб разработали детальный план. План предусматривал крупными силами бомбардировщиков «разрушить как экспериментальную лабораторию, так и производственные цехи (ракетосборочный завод), уничтожить или вывести из строя работающих там специалистов». Чтобы дезориентировать противника, восемь самолетов типа «Москито», осуществляя отвлекающий маневр, должны были пройти через Пенемюнде на Берлин. Бомбардировка Пенемюнде производилась тремя эшелонами тяжелых бомбардировщиков в течение 45 минут. Каждый эшелон имел строго определенный объект для удара. Перед первым эшелоном была поставлена задача разрушить жилые здания, где размещался научно-технический персонал. Второму эшелону надлежало вывести из строя электростанцию, завод по производству жидкого кислорода и цеха производства ракет. И наконец, третий эшелон получил приказ уничтожить экспериментальную лабораторию.
В ночь на 18 августа 597 четырехмоторных самолетов поднялись в воздух и взяли курс на цель. Около 23 часов восемь «Москито» пролетели над Данией, сбросили над Пенемюнде металлическую фольгу и устремились на Берлин. Через 25 минут в Пенемюнде прозвучал сигнал воздушной тревоги. В 23 часа 56 минут первый из «Москито» появился над столицей третьего рейха, а за ним семь остальных.
К этому времени вся истребительная авиация и зенитная артиллерия Германии были в боевой готовности. Днем 17 августа американская авиация совершила массированный налет на Швейфурт, и командование ПВО ожидало повторного удара ночью. Обнаружение крупных сил вражеской авиации над Балтикой, казалось, подтверждало это предположение. Поэтому, когда восемь «Москито» приблизились к Берлину и начали сбрасывать осветительные бомбы, германское командование приняло все меры к отражению ожидаемого массированного налета.
Сотни истребителей со многих аэродромов Германии, Голландии, Бельгии устремились к Берлину. К часу ночи около 160 ночных истребителей-перехватчиков были над столицей третьего рейха или на пути к ней. Сюда же в предвидении массированного налета было направлено 55 дневных истребителей. В небе Берлина началось что- то невероятное.
Плохо подготовленные экипажи дневных истребителей, знавшие, что их привлекли ночью неспроста (очевидно, слишком уж много вражеских самолетов), атаковали любую воздушную цель. Расчеты зенитной артиллерии, видя множество самолетов над столицей, вели интенсивный огонь. Поскольку зенитный огонь приказом был ограничен высотой 6 тыс. м, ночные истребители, находившиеся выше и не встречавшие противника, видя внизу сотни разрывов зенитных снарядов, снижались в поисках противника и попадали в зону огня зенитной артиллерии. В суматохе зенитчики уже не обращали внимания на опознавательные огни своих самолетов.
Фельдмаршал Мильх, бывший в ту ночь в Берлине, обратился по телефону к Герингу, который был в Растенбурге (Восточная Пруссия), затем непосредственно в ставку Гитлера с тем, чтобы дали приказ зенитной артиллерии прекратить огонь. Однако в «Волчьем логове», где в то время был начальник штаба ВВС генерал Г. Ешоннек и руководство штаба верховного главнокомандования, не зная обстановки, отказались отдать такое распоряжение. В течение 2 часов над столицей третьего рейха шло воздушное сражение, в котором не участвовал противник. Из восьми самолетов «Москито» семь благополучно вернулись на свои базы.
Тем временем, не встретив на своем пути немецких истребителей и огня зенитной артиллерии, английские бомбардировщики благополучно достигли цели и сбросили смертоносный груз — 1593 т фугасных и 281 т зажигательных бомб — на Пенемюнде. В результате было уничтожено или разрушено 50 из 80 зданий, где размещались конструкторские бюро и научно-исследовательские отделы, на 50 проц. разрушена экспериментальная лаборатория, выведены из строя электростанция и завод жидкого кислорода. Во время налета погибло 732 человека, в том числе ведущий специалист по двигателям доктор Тиль и один из лучших инженеров Вальтер. Наибольшее число жертв пришлось на долю военнопленных и насильственно угнанных иностранных рабочих. Из 39 бараков, где жило около 12 тыс. рабочих, 18 были полностью уничтожены. После войны Дорнбергер утверждал, что в числе погибших во время налета на Пенемюнде «было только 120 немцев, остальные — русские, поляки и др.»