凌晨两点，月色昏沉。王景旭命令八路军航空兵第三、第四轰炸机大队，分别从苏木贝尔机场与库伦机场紧急起飞。与此同时，第三战斗机大队从库伦附近的野战机场拔地而起。各机引擎轰鸣，划破寂静夜空。
很快，战斗机群与轰炸机群在空中完成汇合，随即组成编队，向着外蒙古北部的苏军阵地进发。此次轰炸任务，所有轰炸机还是全部都挂载了子母炸弹，它们将成为打击苏军的有力武器。不过话也说回来了，在使用过这种炸弹后所有的飞行员都喜欢上了这种炸弹，他们还亲切的给起了一个天女散花的名字来称呼这种炸弹。
之所以只起飞一个战斗机大队和两个轰炸机大队这般安排，其实是因为八路军航空兵经过夜间训练的飞行员数量有限，而且第十战斗机大队还需要在一小时后起飞，承担为地面部队提供空中掩护的重任。