劫机犯推迟最后期限的决定，为以色列用军事手段营救人质提供了宝贵的时间。以色列国防部制定的营救计划是，将派一支以色列突击队乘飞机在恩德培机场着陆，随后对关押人质的候机大楼发动突袭，救出人质后一同乘飞机撤离乌干达。先前，曾设想以直升机夜间着陆及伞兵部队突袭等方案，但因为速度慢等原因，没有被采用。最后决定乘民航运输机强行着陆，因为采用运输机机降方式既可增加突击部队的机动性，又有利于被营救人质的撤离。以色列准备派出4架C—130“大力神”运输机执行任务，并有3架战斗机护航，另有加油机、通讯机和医疗机协同作战。总参谋长格尔将营救作战命名为“雷电行动”。“雷电行动”的总指挥官是38岁的伞兵司令肖姆将军和约纳坦·内塔尼亚胡中校。
以色列政府决定采取武力手段来营救剩余的人质，并从以色列国防军中挑选精英分子组成一支由280名成员组成的突击队并紧急训练，突击队成员除以色列国防军特种兵外，还有以色列总参谋部直属侦查营（野小子特种部队），有消息称，据猜测还有一些摩萨德特工参与了这次行动。他们的这次行动还得到了阿明政权的死对头肯尼亚政府的全力支持。
经过数日计划后4架以色列空军的C-130运输机从以色列秘密起飞，以超低空飞行避开乌干达军方雷达。约过了8小时，四架飞机乘着夜色秘密降落在了恩德培国际机场，而在事先他们也并未通知那里的地面控制塔台。在这四架大力神之后，还有一架运送着医疗设备的空军喷射机跟随。这架飞机将降落在肯尼亚的乔莫·肯尼亚塔国际机场（。整个行动由总理拉宾授权，伞兵司令薛姆龙担任总指挥、乔纳桑·内特雅鲁担任袭击地面总指挥。
突击队赶在午夜降临前一个小时（1976年7月3日乌干达时间23时45分）悄悄降落在了恩德培国际机场。
他们在降落前就打开了飞机的货舱门。货舱内有一辆黑色的梅塞德斯和护卫的几辆吉普，随后以色列人便驾着这些车辆驶出运输机，径直驶往旧航站楼。为了避免乌干达人的怀疑，以色列人故意挑选了这辆梅塞德斯和其他吉普，这样看上去就很像是伊迪·阿明或是其他乌干达高官的车队，以色列方面甚至还特意挑选了一名特种兵装扮成阿明总统。这辆梅塞德斯的原主是一位以色列公民，显然这辆车是在行动前夕才漆成黑色的（这样就几乎可以和阿明的座车乱真），当然在事后还车前，这辆车又被重新漆成了原色。
与此同时，另外两支突击小组也开始了行动。
当以色列部队冲入航站楼后，特种兵立刻用希伯来语喊话：“趴下，趴下！”。以色列人质听到母语，本能的全部卧倒，武装分子们霎时间犹如退潮后的暗礁一样被孤立了出来，以色列部队第一时间开火，所有在场恐怖分子和乌干达士兵被击毙。据事后统计，以色列特种部队使用了本国生产的“乌兹”冲锋枪，被击毙的恐怖分子平均每人中弹70余颗。但在过程中，有3名人质在交火中丧生。
解救人质的同时，其他以色列特种兵炸毁了停放在机坪上的11架米格战斗机（这些战机为乌干达空军主力），以确保撤退过程中不会受到追击，并能确保人质能安全的搭乘在肯尼亚的航班回国，同时也是对乌干达死敌肯尼亚帮助的回报。突袭过程中与乌干达守备部队交火，在交战中乌干达部队死伤45人，但打死了以色列部队的地面指挥官约纳坦·内塔尼亚胡上校，而他也是这次行动中以色列军队唯一一名阵亡者。
但总的来说整个行动还是像事先演练得那样流畅，10分钟攻占候机大楼，20分钟解救人质，10分钟检查，12分钟返回飞机。从第1架以色列飞机落地到返航的最后1架以色列飞机起飞，只有短短的53分钟。