在这次大轰炸中，红军依然采取了之前空袭挪威时的两波次轰炸战术。晚上9时，第二波次的图-3开始编队，随后这个庞大的编队非常顺利的飞向目标。因为他们获得了强有力的护送。超过150架战斗机卫护在左右，将闻讯赶来的少许德国拦截战斗机撵得鸡飞狗跳。
第二波次编队只是在飞抵目标上空时遇到了一点麻烦，醒悟过来的德军高炮部队猛烈的开火，一些轰炸机被击中，让第二波次的轰炸前编组遇到了一定麻烦，一些中队被迫延迟。
当夜九时二十五分，第二波次轰炸机最终飞抵目标上空，素来和pe-8机组存在竞争关系的图-3轰炸机群此刻非常急躁，因为第一波次空袭引发的大火让机组成员在极远距离上就可以用肉眼清晰地观察到目标，这也意味着他们的竞争“对手”出色的完成任务。
第二波次轰炸机群依然采取了常规的轰炸引导战术，9时30分，负责引导机群的图-3轰炸机投下了第一枚目标指示弹，五分钟后，后续跟进的轰炸机抵达目标上空，熊熊燃烧的仓库让他们很难看清楚目标区域。两分钟之后，两架轰炸指挥机开始工作，他们在交换意见之后，决定扩大轰炸区域，然后再对之前轰炸区域进行补充轰炸。
正式开始投弹后，指挥机的主要任务是校正那些投弹偏离目标区域太远的轰炸机。整个第二波次轰炸也极为精确和密集，投下了超过500吨炸弹，其中燃烧弹装载量几乎占了总携弹量的一半。
轰炸机组在空袭分析总结报告中这样写道：“可见火焰上升到百米之高……”
一位投弹手也回忆道：“当炸弹投下的时候，我瞥了一眼，一个燃烧的地狱瞬间映入了我的眼帘，地面正在熊熊燃烧着。当风偶尔将厚厚的云层和烟雾吹开缝隙的时候，一座大熔炉就清晰可见了，燃烧的高温甚至波及了我们的机舱！热浪似乎直接传到了机舱内部，整个天空都被映照成血红色，仿佛是秋天落日时候的景象。返航途中，我在大约两百公里远的地方还能够清晰地看到那片火光……”
另一位飞行员则更为简约的回忆起自己当时的感觉：“这是我唯一一次对下面的德国佬产生同情的感觉！”但是这位飞行员随机补充道：“但是这种感觉很快就被任务的紧迫感所代替，我们的任务是打击敌人，这是必须完成的！”
红空军在这次轰炸中采用的是普通炸弹+燃烧弹的组合模式：先投放普通炸弹摧毁或者震坏敌人的仓库，紧接着投放燃烧弹，其中包括凝固汽油弹和白磷燃烧弹，这将充分地毁灭掉德军的物资储备。
应该说，这次空袭选择的弹种组合是成功的，例如普通航弹一般通过爆炸产生的碎片和冲击波杀伤或者摧毁建筑和工事，但是对于隐蔽良好的目标（如德军挖掘的防空洞）杀伤效果有限。
而燃烧弹则能补充普通炸弹无法企及的死角，诸如白磷橡胶混合溶液的50公斤级燃烧弹，或者凝固汽油弹，甚至还使用了少量的云爆弹。
总而言之，德国佬被虐惨了！
不过造成空袭效果优良的关键原因还是德国人的防空做得太差劲了，地面的高炮部队似乎是被冻僵了，反应异常迟钝。而空军又鞭长莫及，当晚总计也只出动了不到50架战斗机进行拦截，其中一半还在路上的时候，红军的轰炸机群就已经返航了，等于是扑了一个空。
接下来我们回到地面上，以德军的视角来亲身体验一下这场毁灭性的空袭。当晚大约7点40分，德军防空指挥部开始预警，并于五分钟之后通知第一和第二坦克集群拉响防空警报，但是德军地面部队似乎对防空警报无动于衷，认为自己不太可能是红军空袭的目标。甚至部分德军士兵听到防空警报之后依然蒙头大睡。
另外值得一提的是，德军缺乏躲避空袭的掩体，大部分防炮洞都只能抵挡150毫米级别的重炮，而对于250公斤以上级别的航弹是毫无作用。当然，不是德军不想修，而是物资实在太紧张，绝大部分工程材料都被用在了保障仓库建设上，单兵防护自然是顾不上了。
晚上8时出头，当夜空中绽开了第一朵“焰火”时，德军才意识到今夜有些不对劲，伴随着越来越多也越来越巨大的轰炸机的轰鸣，红色、绿色的目标指示弹也陆续在空中绽放。
从第一枚炸弹正式落下到第一波空袭结束大约只有15分钟，而就是这短短的15分钟地毯式轰炸就让第14装甲师官兵们陷入了火海当中。
就在第14装甲师和第10摩托化师惊魂不定的望着天空中远去的pe-8稍稍松口气，准备开始灭火时，第二波次轰炸又降临了。这一波次轰炸的效果更加恐怖（燃烧弹更多）众多原本独立的小火源很快就被连接起来，形成了毁灭性更大的火焰风暴（火焰风暴的产生条件除了地毯式轰炸之外，其他重要的影响因素还有天气状况、房屋材料和结果以及建筑形式）。
空袭幸存者亚历克森战后回忆道：“从火焰风暴下逃生的机会很小很小，在遭到高度集中的密集轰炸之后，所有的一切都开始剧烈的燃烧，在燃烧区域上空的空气也迅速受热达到非常高的温度，形成猛烈的对流，推动火焰爆炸性的向四周喷射！”
经历过第一波次轰炸的德军处于极端混乱状态，大量的士兵为了躲避火焰疲于奔命，少数试图扑灭火焰的勇士则很快就被火焰吞没，直接烧成灰烬。
恐怖的火焰快速地席卷了仓储区，然后向着周边的帐篷、森林蔓延。所有的一切都在熊熊燃烧，房屋、家具、汽车、坦克，只要你能看到的一切都在燃烧！
火焰的威力是极其可怕的，窗户玻璃甚至钢铁也在高温下开始融化，沥青在公路上流淌，然后慢慢被引燃。大量的人员被火焰吞噬，高温和缺氧很快成为更为凶猛的杀手。
当火焰席卷过战壕和工事时，那些躲在战壕、工事和防炮洞里的德军被窒息着、烘烤着、燃烧着，然后只能在绝望和无助中死去。他们中很多人根本就没有逃生的机会，即便能冲出来，也很快会被火焰风暴席卷。
目睹了这一切的德国下士洛萨.海尔回忆道：“一辆坦克试图发动冲出火焰的包围，不过它很快从内至外也开始了燃烧，不到三十秒就变成了一个熊熊燃烧的铁棺材……有些人实在忍受不了高温的炙烤和缺氧的折磨，开始跳河或者跳井，但是这没有任何用处，那些火焰就如跗骨之蛆一样粘着你，直到将你烧成灰烬！”
这话一点儿都没错，白磷一旦被点燃，然后跟水混合，那么不光不会熄灭，反而会燃烧得更加猛烈！于是这些跳水的人就像蒸锅里的鸡蛋一样被烘烤着死去！
海尔继续回忆道：“我在被炸开的sd.kfz.251半履带装甲车中看到了一批被烧死的人，他们被烧得焦黑，有的已经蜷缩成一小团，更多的直接化为了灰烬！”
根据轰炸结束之后的清点，直接死于空袭和大火的人员超过2000人！损失的装备、物资更是不计其数，可以说这场空袭完全打断了第一和第二坦克集群的脊梁骨！