Arnold przyjął koncepcję Lowa entuzjastycznie i niezwłocznie wybrał pułkownika Jamesa Doolittle'a jako dowódcę przyszłej operacji, i nie informując go początkowo o celu misji, polecił mu zebranie grupy ochotników w bazie Englin na FlorydzieLisle Rose: The Ship, s. 49–50.
Trening i testy thumb|Jeden z bombowców B-25 Doolittle'a podczas treningu skróconego startu w bazie Englin na Florydzie Wśród dostępnych samolotów, do przeprowadzenia ataku rozważano dwusilnikowe średnie bombowce North American B-25 Mitchell, Martin B-26 Marauder, Lockheed B-34 Lexington, Douglas B-18 Bolo, Douglas A-20 Havoc. Ostatecznie z uwagi na udźwig, zasięg i niewielką rozpiętość skrzydeł, płk Doolittle wybrał B-25B MitchellIan W. Toll: Pacific Crucible, s. 284. Po dokonaniu kilku improwizowanych modyfikacji, B-25 mógł zostać skonfigurowany do przeniesienia tony bomb na odległość 2400 mil morskich. Zainstalowano w tym celu dodatkowe zbiorniki paliwa w luku bombowym, przejściu dla załogi i dolnej wieży strzelca, które podwoiły ich łączną pojemność, w stosunku do normalnie skonfigurowanego B-25.