军方很快制定了轰炸机计划，此次计划由华泰国远征军空军执行，由军统哈尔冰站负责配合。
经过四天的准备，6月23日晚上十点，一架轰炸机满载凝固汽油弹和航弹从郑州起飞，穿过渤海海域上空直飞哈尔冰。
此时军统哈尔冰站已经开始行动，他们的任务就是为轰炸机指明轰炸目标，如何指明轰炸目标呢？要知道在731部队周围布防的部队可不少，一般人根本无法靠近，要让天上 的轰炸机看见地面的显著目标，在晚上必须要耀眼醒目才行。
军统方面想了很多办法都不可行，就是好办法也没有能力实施，最后想出了一个非常简单而且有效的办法。
在轰炸机起飞的时候，军统哈尔冰站派出了几十名人员，每人推着一辆装满木材的板车从四面八方向731部队驻地靠拢。
深夜十一点三十分，约定的时间到了，每个人将装满木材的板车淋上一些汽油，然后将木材点燃了，不多时，板车上的木材燃气熊熊大火。
此时已经深夜，整个城市有灯光的地方非常少，那几十辆板车满载木头燃烧发出很强的光亮，将整个731部队驻地围在中间，这让刚刚飞到哈尔冰上空的轰炸机飞行员一眼就发现了目标。
轰炸机很快飞抵731部队驻地上空，先是投下了大量的航空炸弹，“轰轰轰……”连续不断猛烈的爆炸让整个城市都在颤抖，731部队驻地顿时遭到了灭顶之灾，大量的房屋被摧毁，有些房屋还燃气熊熊大火。
投放完航空炸弹的轰炸机很快盘旋了一圈，再次投下了大量的凝固汽油弹，汽油弹落之后，整个731部队驻地全部陷入火海之中，轰炸机投放所有炸弹之后迅速向南飞行。
此时苏联方面刚刚接到华泰国的照会，要求允许飞往哈尔冰的轰炸机在海参崴军用机场降落，这架轰炸机此时也飞不回去了，因为航程不够，即使不被日军战机拦截，也会在中途没有坠毁，唯一的办法就是在海参崴机场降落。
如果是民国的战机，苏联方面还有可能不会同意，由于日本的原因，民国和苏联的关系闹得有些不愉快，但华泰国的战机就不同了，苏联方面不能不允许华泰国的战机降落，苏联方面很快同意了，并且电令海参崴的苏军迅速清理机场跑道，同时和那架华泰国战机取得联系，等轰炸机在海参崴机场降落之后为之加油保养，安排机组人员的食宿。
大火燃烧了整整一夜，整个731部队的驻地烧成了一片瓦砾，第二天早上，日本关东军派人进入731部队驻地发现地面建筑没有一栋是完好的，所有建筑都垮塌了，地面上驻防的日军部队全部被烧成了黑漆漆的骨头，地下研究机构和生产毒气弹的工厂内部，所有人都窒息死亡，无一活口，而且由于地面燃烧太猛，让地下温度非常高，很多尸体都被烤焦，而且大量的研究资料由于高温被毁。