Прежде англичане полагали, что успешная атака диверсантов управления специальных операций в Веморке почти на два года лишила Германию запасов тяжелой воды. Однако теперь стало ясно, что уже в апреле производство было частично возобновлено. После «мягких, но настойчивых расспросов» в офисе генерала Гровса британский представитель в Вашингтоне Джон Дилл уведомил американского генерала Маршалла в том, что, по более реалистичным оценкам, поврежденное предприятие будет полностью восстановлено в течение двенадцати месяцев. На этот раз предложение о проведении силами большой группы командос очередной диверсии в Веморке не получило поддержки. Генерал Гровс убедил Маршалла в необходимости авиационного налета на гидроэлектростанцию. Поскольку речь шла о прицельном бомбометании, выполнение операции Объединенный штаб решил возложить на летчиков-бомбардировщиков из состава базировавшейся на территории Великобритании 8-й воздушной армии США.
Налет был выполнен пилотами «летающих крепостей» 3-й авиационной дивизии. 16 ноября они вылетели в холодное предрассветное небо Англии; каждый самолет нес значительный дополнительный запас горючего, необходимого для долгого возвращения обратно на базу. Атака завода была точно спланирована и должна была состояться между 11.30 и полуднем. Было известно, что в это время большинство рабочих будут находиться на обеде.
Командир 100-й бомбардировочной группы майор Джон Беннет, как и многие его коллеги, летел над Северным морем на высоте 5 тысяч метров. Немецких истребителей обнаружено не было. Операция проходила настолько гладко, что, когда группа бомбардировщиков подходила к побережью Норвегии, оказалось, что они летят с опережением графика на восемнадцать минут. Беннет приказал подчиненным развернуться и в течение пятнадцати минут сделать круг над побережьем. К тому времени, когда бомбардировщики вновь показались перед норвежским берегом, немецкая зенитная артиллерия была начеку. По бомбардировщикам открыли огонь артиллерийских орудий различных калибров. Один из самолетов загорелся, другой с горящим двигателем стал отставать. Десять членов экипажа с парашютами выбросились в море. Перед тем как начать бомбометание, 100-я авиагруппа чуть не столкнулась нос к носу с 95-й группой, которая шла на цель впереди нее. 95-я группа должна была начать бомбометание первой, но не смогла отыскать цели в плотных облаках и развернулась назад не отбомбившись. Вомбардир 100-й группы, напротив, легко отыскал цель, и вот уже, не дожидаясь запланированных 11.30, первая волна бомб с воем устремилась вниз, в Веморк.
В течение последующих тридцати девяти минут 140 «летающих крепостей» яростно атаковали цель. В полдень еще 15 бомбардировщиков нанесли удар непосредственно по Рьюкану. На Веморк было нацелено свыше 700 250-килограммовых бомб, а на Рьюкан более 100 120-килограммовых. Поставленные немцами в рамках усиления мер безопасности после первого рейда агентов управления специальных операций в феврале дымовые генераторы показали себя с лучшей стороны. Вомбометание было неточным; бомбы рассеялись, и важные объекты практически не пострадали. Во время рейда было убито 22 норвежца, в том числе один из них был убит взрывом случайной бомбы в лесу, в нескольких километрах от предприятия. Три бомбы попали в трубопроводы завода и еще две в верхний шлюз, ворота которого автоматически закрылись, чем предотвратили, казалось бы, неизбежное наводнение. Только четыре бомбы попали в саму электростанцию и еще две – в расположенный рядом цех электролиза водорода. Навесной мост через ущелье получил прямое попадание, однако цех по производству тяжелой воды высокой концентрации, расположенный в подвале, не пострадал. Но даже таким образом цель проведения рейда можно было считать достигнутой.
Вскоре немцы поняли причину авианалета на Веморк. Профессор Эсау проинформировал Геринга о том, что целью рейда было разрушение предприятия по производству тяжелой воды. При неработавшей электростанции прекратилась работа и завода тяжелой воды. Батареи неразрушенного цеха были полны тяжелой воды низкой концентрации. Доктор Берке снова посетил предприятие и доложил в Берлин, что все надежды возобновить производство напрасны. Как пророчески заметил профессор Эсау в своем майском выступлении, пришло время эвакуировать производство тяжелой воды в относительно безопасные места на территории рейха.