由参谋长宇垣、副官福崎升、军医长高田、航空参谋端久利雄、室井舍治、会计长北村、气象长友野和通信参谋今村薰等陪同前往。经常跟随山本左右的渡边、黑岛因病未能一同前往。
山本还是那样有规律，早晨5点就起床，5点半进早餐，然后换上军装。山本不论是在特鲁克还是来到腊包尔，一直都是穿着白色军服。一名参谋认为白色太显眼，提议改换战时的草绿色军服，山本答应了。由于当天即可返回，山本只带了眼镜和香烟。
当山本一行来到机场时，705航空队所属的两架“一”式陆基轰炸机已经发动引擎。山本仰望天空说：“今天是飞行的最佳气候。”
山本五十六—一和送行的人员打过招呼后便登上了一号机，宇垣参谋长坐上了二号机。按照预定时间，两架陆基轰炸机于6时整准时起飞，离开了腊包尔机场。紧接着，204航空队所属的6架零式战斗机，也远远抛开卷起的尘埃腾空而起。然后以三三编队的队形分成两队，分别在山本座机的左右两侧护卫飞行。1小时30分钟后，布干维尔岛就在左侧出现，机队开始降低高度，岛上茂密的热带丛林清晰可见。布因基地和巴莱尔岛已经不远了。在二号机上，机械师穿村村调，递给宇垣一张纸条，“7点45分到达巴莱尔。”还有15分钟飞机即可降落。
此时，在南面从瓜岛亨德森机场起飞的16架编队严密的P一38“闪电”式战斗机（狙击队的2架飞机因故障未能起飞成功），正从南面朝布干维尔飞来。机上的驾驶员耳边好像还回荡着上机前米切尔少将那道严厉无比的命令：“无论付出多大代价，也必须给我完成任务！”飞机在飞行中一律不准使用无线电，只使用罗盘和速度表。机队从起飞之后，整整在海面上低空飞行了2个小时，9时33分（7时33分），P—38机群穿过了布干维尔岛绿色海岸线，在林海上空飞行，在预定时间到达了预定地点，只比山本座机的预期时间早到50秒钟。
机群指挥官米歇尔少校看了看表：9时34分。按计划只有1分钟了，山本的座机应该出现在西3英里处，但那里没有一架飞机的影子。就在这紧张的时刻，他的一个飞行员突然打破了无线电沉默呼叫道：“发现敌机，左前方！”
米歇尔看到了在山前飞行的敌机。他飞快地数着：一共8架，其中有2架轰炸机。他好不得意，山本的时间是多么准确啊，与拦截计划时间只差1分钟。
米歇尔转向东飞，与敌机航向平行，并开始爬高。“全体注意，扔掉副油箱！”说完，米歇尔猛地打开油门，率机群爬上6000米的高空以引诱日本护航的战斗机，下面只留下了兰菲尔的狙击分队。日本的护航战斗机果真上当了，他们甩开山本的座机向美机扑去。在距山本座机约500米的右下方担当截击任务的兰菲尔中尉的狙击分队迅速拉起，4架P—38“闪电”式战斗机风驰电掣般地升入山本座机的航线。
正在这时，上当的“零”式护航机发现了悄悄拉起的美战斗机，大吃一惊，急忙全速俯冲下来，企图掩护山本的座机，可惜已经晚了，来不及了！兰菲尔已抢先一步，扭转机身对准山本座机的前进方向一阵猛扫，就在两架飞机即将错开的瞬间，兰菲尔打掉了山本座机的右翼。“一”式陆上攻击机一旦起火，就无法挽救，而且这样低的高度，降落伞也无济于事。
与此同时，宇垣参谋长的座机也遭到阻截，飞机急忙下降高度，并来了一个90度的急转弯。宇垣向前看去，在距二号机4公里处的右前方，一号机正在冒着黑烟，吐着火舌减速低飞。他对站在飞机过道上的航空参谋室并失声叫道；
“保护长官机！”
接着他又向驾驶员大声喊道：“追上一号，追上一号，追上！”
一架美机扑来，驾驶员本能地来了一个急转弯，一号机从他们的视线中消失了。当飞机再次恢复水平飞行时，一号机已不在空中了。忧心忡忡的宇垣只看到密林中一股黑烟冲天而起。唉，万事休矣！
山本座机坠毁的一刹那，兰菲尔看得十分清楚，他说：“我看见山本座机触到密林的树梢上，机翼被卷入紫色火焰、火光和破片当中。机翼掉了，机体像个红火球钻进密林……”
与此同时，兰菲尔的僚机不顾俯冲下来的日本“零”式机的扫射，不失时机地向宇垣的座机射出一排密集的子弹。坐在机内的宇垣无奈地看着P—38机头的机枪吐着火舌，他感到自己的座机在颤抖。P—38的飞行员是个出色的炮手，第一次射击就击中了轰炸机的右部，接着又打中了左部。整个飞机像敲鼓一样被炮弹打得咚咚响个不停，并开始剧烈摇晃起来。
另一发炮弹突然间撕开了轰炸机的右翼。坐在宇垣前面的机长猛推驾驶杆，企图在海上紧急迫降。这是他此时求生的唯一办法。在轰炸机栽进水里之前的一刹那，驾驶员用力拉驾驶杆，想把飞机再拉起来，但是已经来不及了。轰炸机全速砸在海面上，飞机向左翻沉。
飞机坠落的地点是布于维尔岛西南端莫伊拉角稍北处。宇垣没有死，他和北村会计长、驾驶