वायु सेना के लड़ाकू विमानों के बेड़े के प्रमुख विमान मिराज-2000 ने इस मिशन को अंजाम दिया। तड़के साढे तीन बजे 10 से 12 मिराज विमानों ने अलग-अलग वायु सेना स्टेशनों से उडान भरी और पाकिस्तान के कब्जे वाले कश्मीर के बालाकोट में करीब 20 मिनट तक कई जगहों पर 1000 किलोग्राम के बमों से भारी बमबारी की जिसमें कई आतंकवादी शिविर तबाह हो गये और 200 से 250 आतंकवादी ढेर हो गये। यह शिविर इस्लामाबाद से 195 किमी दूर और खैबर पख्तूनख्वा प्रांत में स्थित मुजफ्फराबाद से 40 किमी से अधिक दूर बालाकोट में है। पाकिस्तानी वायु सेना को जब तक इसकी खबर लगती भारतीय विमान मिशन पूरा कर लौट आये।
यह पहला मौका है जब वायु सेना ने सीमा पार कर पाकिस्तान के कब्जे वाले कश्मीर में सर्जिकल स्ट्राइक की है। लगभग ढाई वर्ष पहले सेना ने उरी हमले के बाद आतंकवादी ढांचों को ध्वस्त करने के लिए पाकिस्तान के कब्जे वाले कश्मीर में कार्रवाई की थी। लेजर निर्देशित बम गिराने में माहिर मिराज विमानों ने 1999 की कारगिल लड़ाई के दौरान भी सटीक बमबारी कर पाकिस्तान के दांत खट्टे किये थे।
विदेश सचिव विजय गोखले ने वायु सेना की कार्रवाई की पुष्टि करते हुए कहा कि भारत ने पाकिस्तान से जैश ए मोहम्मद और अन्य आतंकवादी संगठनों के खिलाफ कार्रवाई का अनुरोध किया था लेकिन उसने कोई कदम नहीं उठाया। उन्होंने कहा कि हमें पुख्ता जानकारी मिली थी कि जैश-ए-मोहम्मद देश के विभिन्न हिस्सों में आत्मघाती आतंकवादी हमलों की साजिश रच रहा था और इसके लिए फिदायिन जिहादियों को प्रशिक्षित कर रहा था। आसन्न खतरे को देखते हुये मंगलवार तड़के “आत्मरक्षा के लिए असैन्य” कार्रवाई की गयी जिसमें बड़ी संख्या में आतंकवादियों को मार गिराया।
वायु सेना की कार्रवाई के बाद पाकिस्तान में हड़कंप मच गया और इमरान सरकार ने हड़बड़ी में बैठकों के दौर शुरू कर दिये। पाकिस्तानी सेना के प्रवक्ता मेजर जनरल आसिफ गफ्फूर ने कहा कि भारतीय विमानों ने तड़के वायु सीमा का उल्लंघन कर हमारे क्षेत्रों में घुसपैठ की लेकिन पाकिस्तानी विमानों ने समय रहते हुए कदम उठाया जिससे वे हड़बड़ी में खुले क्षेत्र में बम गिराकर चले गये और इस कार्रवाई में जान-माल का नुकसान नहीं हुआ है।