Diễn biến chiến đấu
Ngày 2/1/1967, điều kiện khí tượng trên khu vực mục tiêu không tốt, dự báo có mây và sương mù nên thời điểm bắt đầu chiến dịch được hoãn lại 1 giờ để chờ thời tiết khá hơn. Lúc 12h25, các biên đội Olds (do Robin Olds chỉ huy), Ford và Rambler lần lượt cất cánh. Đến 12h55, tới lượt các biên đội Vespa, Plymouth, Lincoln và Tempest. Ngoài lực lượng Bolo, tất cả các phi vụ khác đều hủy bỏ để dụ MiG tập trung vào trận đánh này.
Khi tới khu vực tiếp nhiên liệu, Tempest 1 phát hiện có vấn đề trong tiếp dầu và do đó cùng với Tempest 2 quay về. Sau đó toàn bộ biên đội Tempest cũng rút lui do các phi công phát hiện máy gây nhiễu ECM của họ bị trục trặc.
Lúc 15h00 biên đội Olds tới mục tiêu, tiếp theo là Ford lúc 15h05 và Rambler lúc 15h10. Để nghi binh, các phi công F-4 bắt chước cách liên lạc của F-105 như yêu cầu kiểm tra Doppler (trong khi F-4 trang bị INS) hay Olds yêu cầu biên đội "green up" (thuật ngữ về kích hoạt bom của phi công F-105).
Biên đội Olds dự kiến sẽ đụng MiG ở khu vực sông Hồng hay sân bay Nội Bài. Tuy nhiên do điều kiện thời tiết không thuận lợi, KQ BVN không tính đến 1 cuộc không kích nên phản ứng của họ đối với lực lượng Bolo chậm hơn nhiều so với dự kiến. Biên đội Olds bay tuần trên các hành lang phía trên và tây nam Phúc Yên không thấy có MiG và chuyển hướng lên phía tây bắc. Biên đội thứ 2 tiến vào khu vực vài phút sau đó. Do MiG chưa xuất hiện, Olds phải hủy bỏ lựa chọn khai hỏa không hạn chế để khỏi bắn lầm vào nhau.
Màn mây khiến Lực lượng phía Tây không thể khống chế được các sân bay mà MiG có thể lợi dụng để phục hồi. Nó cũng giúp MiG dễ dàng rút khỏi trận đánh bằng cách bổ nhào vào trong mây. Thời tiết cũng ảnh hưởng tới Lực lượng phía Đông có nhiệm vụ khống chế sân bay khi họ không thể tiến vào khu vực tác chiến và không phát hiện được MiG.
Khi bay về hướng tây bắc Phúc Yên, biên đội Olds phát hiện trên màn radar tín hiệu bay thấp và nhanh ở cự ly 17 dặm trên hướng 12h. Olds 3 được cử bám theo nhưng sau khi leo tới đỉnh màn mây, Olds 3 mất dấu khi chiếc máy bay kia lướt qua phía dưới biên đội. Olds 1 trở lại vị trí dẫn đầu và leo cao tới 12000ft hướng về phía dãy Tam Đảo. Biên đội Ford tiến vào khu vực và phát hiện MiG đang tiếp cận biên đội Olds ở hướng 6h. Trận không chiến tốc độ cao bắt đầu và diễn ra trong 15 phút, toàn bộ trong khu vực bán kính 15 dặm với tâm là sân bay Nội Bài. Các phi công MiG tỏ ra quyết liệt.
Olds 3 thấy 1 MiG ở góc 6h, Olds 1 thấy 1 MiG ở góc 8h và Olds 2 thấy 1 MiG ở góc 10h. Cả 3 ngoặt sang trái và lách vào giữa chiếc MiG thứ 2 và thứ 3. Olds 1 bắn 2 quả AIM-7E không dẫn thành công, trong khi MiG số 3 tiến vào góc 6h của 3 chiếc F-4. Olds 1 bắn tiếp 2 AIM-9 ngay lập tức bị lái vào mây. Lúc này Olds 2 khóa được mục tiêu bằng quang học (boresight), chuyển sang radar và bắn liền 2 AIM-7E. Quả thứ 1 rời bệ nhưng không quan sát được, quả thứ 2 lái theo MiG (khoảng cách 1,5-2 hải lý) và nổ ngay phía trước cánh đuôi. 1 quả cầu lửa bùng lên, MiG lao qua nó vài giây và rồi bung những mảnh lớn trên thân ra. Chiếc MiG xoáy tròn và xoay một cách chậm chạp cho đến khi biến mất trong mây.
Khoảng 60s sau Olds 4 hạ chiếc MiG thứ 2. Họ truy theo chiếc MiG có vẻ là đang định bám đuôi Olds 3. Nhận được tín hiệu AIM-9 yếu, Olds 4 tăng thêm nguồn, leo cao thêm 1 chút và tín hiệu trở nên hoàn hảo. Olds 4 khai hỏa sau khi công tắc radar-nhiệt được chuyển sang vị trí nhiệt, tên lửa được dẫn thẳng vào chiếc MiG. Tên lửa đâm vào phía trước đuôi, MiG trở nên mất điều khiển và rơi nhanh xuống, tỏa theo 1 vệt khói.
Lúc này chiến thuật của MiG trở nên rõ ràng. Được dẫn đường từ mặt đất, 2 chiếc MiG tấn công từ hướng 10h và 12h, trong khi những chiếc khác đồng loạt xuất hiện từ hướng 5h đến 7h. Mục đích của chiến thuật này là buộc F-4 phải vòng lại để đối phó với MiG ở phía sau, tạo điều kiện cho những chiếc MiG ở hướng 10h và 12h vào thế tấn công vào sau lưng F-4.
Olds 1 thấy 1 MiG xuất hiện ở hướng 6h, có vẻ do tình cờ hơn là chủ định. Olds 1 ngoặt gấp về bên trái để thu hút sự chú ý của phi công MiG, chờ Olds 3 và 4 tấn công chiếc này. Cùng lúc đó Olds 1 thấy 1 MiG khác lao ra từ trong mây với vòng ngoặt rộng ở hướng 11h, cự ly 1,5 dặm. Olds 1 bỏ qua chiếc MiG đầu tiên và khai hỏa vào chiếc thứ 2 nhưng MiG biến mất vào trong mây. Olds 1 thấy 1 MiG khác ở hướng 10h đang di chuyển từ phải sang trái so với chiếc F-4. Olds 1 bật tăng lực toàn phần, ngóc mũi lên 45 độ, lượn sang phải và tiến vào vòng lượn của chiếc MiG. Olds 1 leo cao phía trên, chờ cho chiếc MiG hoàn thành thêm vòng lượn của mình rồi đảo xuống phía sau. Ở góc khoảng 20 độ và cự ly 4500-5000ft phía sau, Olds 1 bắn 2 AIM-9, 1 trong đó trúng vào cánh. MiG chìm trong lửa, rơi xuống và biến mất trong mây. Không ai quan sát thấy phi công nhảy dù. Sau khi kiểm tra nhiên liệu, Olds ra lệnh cho biên đội quay về.
Lúc 15h04, biên đội Ford bị 3 MiG tấn công - 2 từ hướng 10h và đồng thời 1 từ hướng 6h. Ban đầu Ford 1 định phản công 2 chiếc MiG ở phía trước, nhưng sau khi phi công phụ phát hiện MiG ở phía sau và đã vào đến tầm tên lửa đối với Ford 3 và 4, Ford 1 vội vã ngừng tấn công. Ford 1 vòng gấp sang phải và thấy chiếc MiG bay thấp phía dưới. Khi Ford 3 và 4 ngoặt phải gấp theo cảnh báo của Ford 1, MiG cũng ngoặt trái không rõ nguyên nhân. Ford 1 thực hiện vòng ngoặt barrel roll để tách ra và bắn 1 AIM-9. Tên lửa trượt khi MiG tăng tốc và ngoặt gấp sang trái. Ford 1 yêu cầu Ford 2 bám theo trong khi chuyển sang 2 chiếc MiG ban đầu giờ đang ở trong tầm bắn ở vị trí đối đầu. Ford 1 nhận được tín hiệu tốt và lần lượt bắn 2 AIM-9 sau đó chuyển về vị trí hộ vệ cho Ford 2. Kết quả tên lửa bắn không rõ.
Ford 2 cơ động vào vị trí 6h ở cự ly 3500ft so với MiG. Ford 2 bắn 1 AIM-9B trúng vào đuôi chiếc MiG. MiG chậm chạp xoáy tròn rơi xuống và sau đó bùng cháy, biến mất trong mây. Sau đó biên đội Ford cũng rời khu vực.
Rambler, biên đội thứ 3 của Lực lượng phía Tây giao chiến 2 trận độc lập. Rambler 1 đã theo dõi Olds và Ford trên radio và hỏi xem có cần hỗ trợ không nhưng đều không nhận được phản hồi. Gần Phúc Yên, Rambler 2 thấy MiG ở hướng 3h, cự ly 6 hải lý xuất hiện từ trong mây đang bay hướng 20 độ với 1 vòng ngoặt trái đơn giản. Tuy nhiên do trục trặc radio nên Rambler 2 không thông báo được cho biên đội và tự mình đi trước - 1 phương án đã được phổ biến trước cho các thành viên trong 1 biên đội khi gặp MiG. Rambler 4 cũng thấy biên đội 4 MiG-21 và thêm 2 chiếc nữa ở phía sau, cự ly 2-3 dặm. Rambler 1 thấy 2 MiG trong số đó bay qua ở vị trí 3h, khoảng 4000ft phía dưới và cự ly 2 hải lý. Khi biên đội Rambler đến gần, MiG đi đầu ngoặt trái và Rambler 1 bám theo. Điều này đặt Rambler 4 ra ngoài đội hình, và họ phải leo cao để tránh các thành viên khác của biên đội đang hướng vào họ.
Bay với tốc độ 540 knot ở độ cao 16000ft, Rambler 4 thấy 4 MiG-21 bay theo đội hình lỏng lẻo ở hướng 2h phía dưới, cự ly 608 dặm. Khoảng 2 dặm phía sau có thêm 2 chiếc nữa. Trượt sang phải, Rambler 4 bật tăng lực và khóa được mục tiêu bằng quang học. Rambler chọn chế độ radar, bám theo chiếc MiG và bắn 2 AIM-7. Ở 12000ft, Rambler 4 quan sát thấy quả thứ 2 nổ ở đuôi chiếc MiG, kéo theo 1 quả cầu lửa và 1 chiếc dù.
Trong khi đó, Rambler 1 và 2 đang tấn công MiG số 1 và 2 thuộc biên đội 4 chiếc thì 2 chiếc MiG khác cơ động nhằm giành ưu thế, ban đầu là thu hút sự chú ý của F-4. 1 chiếc bay qua phía dưới giữa 2 chiếc F-4, trong khi chiếc kia khai hỏa cannon nhưng không có kết quả. Rambler 1 ngoặt phải và sau đó vòng lại trái để tiếp tục tấn công 2 MiG ban đầu, trong khi đó mất dấu Rambler 2, lúc này đã nhập với Rambler 4 mà anh ta tưởng lầm là Rambler 1. Rambler 1 bám sát 2 chiếc MiG và bắn 3 AIM-7, quả thứ 2 nổ ở đầu cánh, MiG bốc cháy và phi công nhảy dù.
Rambler 3 đang tấn công 1 MiG, có thể là số 4 trong biên đội. Rambler 3 khóa mục tiêu ở cự ly 2,5 dặm và bắn 2 AIM-7 từ cự ly 1,5 dặm. Quả thứ 1 không dẫn và quả thứ 2 theo chiếc MiG biến vào trong mây, không quan sát được kết quả.
Vài phút sau, biên đội Rambler có trận đánh thứ 2. Rambler 1 phát hiện 3 tín hiệu radar ở bên phải 30 độ và cự ly 12 dặm. Rambler 1 ngoặt phải để xác định và sau đó quan sát thấy thêm 2 MiG ở hướng 10h hoặc 11h, cự ly 3 dặm đang ngoặt trái. Rambler 1 định bám theo và bắn AIM-9 nhưng không thành vì ngay lúc đó Rambler 3 cảnh báo đang có MiG bám đuôi 1 chiếc F-4. Rambler 1 thấy 1 MiG ở hướng 7h, cự ly 700ft đang khai hỏa. Rambler 1 ngoặt gấp vào chiếc MiG, sau khi cải bằng anh ta mất dấu cả chiếc MiG lẫn trợ thủ của mình.
Rambler 2 và 4 bám đuôi 2 chiếc MiG, MiG tách ra, 1 sang trái và xuống, 1 sang phải và lên. Rambler 2 bắn 2 AIM-7 vào chiếc MiG, quả thứ 2 bắn trúng và chiếc MiG phát nổ. Rambler 2 bay qua đám mảnh vụn gây ra 1 số hư hại cho phần dưới của máy bay và nhìn thấy phi công MiG nhảy dù. Rambler 2 tiếp tục bắn 1 AIM-7 vào 1 MiG khác nhưng tên lửa bay qua cách 2000ft phía trước chiếc MiG.
Rambler 4 bắn 2 AIM-7 vào chiếc MiG mà họ truy đuổi nhưng không quả nào trúng. Rambler 4 sau đó bắn tiếp 4 AIM-9, 2 quả nổ gần MiG, và khi bắn nốt 2 quả kia, Rambler 4 được cảnh báo có MiG phía sau. Rambler 4 ngoặt gấp về bên phải và không quan sát được kết quả tên lửa.
Rambler 2 thấy thêm 2 MiG nhưng không thể tấn công vì radio trục trặc và anh ta không muốn phá vỡ đội hình với Rambler 4. Rambler 3 tấn công chiếc MiG đang truy đuổi Rambler 1 và bắn 1 AIM-7 khi chiếc MiG bổ nhào vặn xoắn về bên trái nhưng tên lửa có vẻ đã không nổ vì không quan sát được gì. Trước khi biên đội rời khu vực, 1 MiG tấn công Rambler 2 bằng cannon và 8-10 loạt rocket, nhưng Rambler 2 ngoặt trái gấp và thoát.
Trận đánh đến đây là kết thúc, các biên đội còn lại của Bolo đều không gặp MiG.