背景
以色列空軍襲擊路線。1958年7月14日卡賽姆為首的“自由軍官組織”推翻費薩爾王朝，成立伊拉克共和國。為了拉攏伊拉克新政權，1956年美國給了“曼哈頓”工程部分解密資料，幫助伊拉克建立了核計畫。1962年，蘇聯也出於拉攏伊拉克新政權的需要，援建了一個2兆瓦的IRT-5000科研堆。1967年，IRT-5000實現臨界，取得了一些核武計畫前期成果。伊拉克1969年也批准了《核不擴散協定》，但是解密資料證明伊拉克長期瞞天過海，脫離國際原子能委員會監管。
1973年12月，石油輸出國組織宣布油價從每桶3.0美元上漲到10.7美元，西方國家為了石油，紛紛和伊拉克等產油國改善關係。借著國際關係改善的大環境，伊拉克擬定了以埃及死神“歐西瑞斯”為名的核武器計畫，通過外交談判，葡萄牙、巴西、奈及利亞、西德提供鈾礦石、法國幫助建造核反應堆、義大利負責建設鈽分離和鈾提取工廠和技術培訓。其中以法國援建力度最大。
1975年9月，薩達姆親自前往巴黎簽約伊拉法核能合作協定。伊拉克給法國的好處是：伊拉克在未來十年內，每年以市場價向法國提供每年7000萬桶原油；伊拉克將採購包括100架幻影F1戰鬥機在內的數十億美元的法國軍火；伊拉克對標緻與雷諾汽車公司各下5萬輛訂單；法國獲得巴格達西邊一處10億美金級別的建築契約。面對如此豐厚的利益，法國答應出口核反應堆。
薩達姆去巴黎談判之前，還接受貝魯特媒體採訪，高調宣稱伊拉克要成為“第一個擁有核武器的阿拉伯國家”，以抗衡以色列。
1979年，法國開始在巴格達市郊的艾他維塔鎮建造一座40兆瓦的輕水式核反應堆（實際功率70兆瓦）塔姆茲-1號與一座小型實驗堆塔姆茲-2號。
過程
鷙鳥將擊，先藏其形
以色列終於行動起來了，內閣開始討論如何解決這個潛在的威脅。使用軍事力量解決自然也是一種方案，當外交途徑越來越無力情況下，越來越多的以色列內閣人員開始傾向於使用武力解決。於是，以色列內閣指示國防部和空軍各自做好自己的方案，並且開始著手準備。此時的以色列空軍已經逐漸從贖罪日戰爭的陰影中爬了起來，隨著F-15“鷹”式戰鬥機的到來，以色列空軍在空中已經基本無敵手，而且一套全新的空中指揮、預警、作戰體制開始逐步完善。不過一切準備工作都在秘密進行，空軍司令伊夫里將這個任務交給作戰署署長希拉，讓他評估各種可能的方案。希拉在不透露作戰目標的情況下挑選了一些部隊進行嘗試性飛行。空襲“歐西瑞斯”核工廠的難度在於距離太遠，以色列的主力戰機F-4和A-4都不足以一次飛那么遠，因此行動的重點在於空中加油。但是在以色列和伊拉克之間至少要飛越兩個敵對的阿拉伯國家，如何才能讓加油機給攻擊機群加油並且不被發現呢。就在伊夫里開始詳細籌劃空中加油方案的時候，傳來了一個好訊息：伊朗新領袖霍梅尼決定不買美帝國主義的F-16戰鬥機了，於是美國通知以色列他們或許可以提前得到定購的F-16。F-16的航程很有可能使飛機無需空中加油便往返巴格達，於是他們立刻開始研究用F-16作為攻擊機的可能性。
希拉的任務主要是研究整個作戰過程中需要注意的事項。他要了解的事情極其廣泛，包括中東地區一年四季的氣候特徵、巴格達一天的光照條件變化、空襲的最佳進入角度、適合的投彈高度、每架飛機的投彈間隔、炸彈可能激起的煙塵高度和擴散時間、安裝不同的延時引信後炸彈的侵徹能力、伊拉克核工廠的結構、伊拉克的核計畫進度、防空陣地的部署……所有的這些均被記錄在案。
以色列人碰到了一個問題：F-16戰鬥機攜帶2個1300升機翼副油箱和1個800升機腹副油箱後的確可以不加油往返巴格達，但是根據美國的F-16使用規範，攜帶機翼副油箱後就不能攜帶炸彈，以避免投放副油箱時與炸彈碰撞導致事故。經過再三考慮以色列人決定不理睬飛行規範，同時攜帶副油箱和2枚1000公斤炸彈。經過試飛以色列人發現掛著炸彈投放副油箱並沒有造成什麼危險，於是確定了這種做法的可行性，並且在訓練中進行推廣。
為了更加逼真的模擬轟炸環境，伊夫里找人根據美國提供的衛星照片和“摩薩德”的情報，在沙漠中建造了一個類似伊拉克核工廠的建築，這樣以色列人就可以攜帶炸彈進行實戰演練，並且檢驗轟炸的效果了。日復一日，整個攻擊計畫日臻成熟，隨著越來越多的F-16來到以色列，經過挑選的飛行員都訓練的差不多了，攻擊編隊的協同飛行、轟炸都已經近乎完美。
1980年10月29日伊夫里得到以色列國防軍總參謀長艾丹的訊息，內閣已經基本同意空襲計畫，艾丹打算挑個禮拜天行動，他認為星期天法國的基督徒專家們會離開核工廠去做禮拜，這樣就不會因炸死他們而引起麻煩了。到這一年年底，“摩薩德”傳來的訊息是伊拉克的進度很快，如果不出意外，次年7月至9月間核反應堆就要熱起來了。此時空襲計畫順利進行。艾丹和希拉在一次預演攻擊中分別坐進兩架F-16B戰鬥機的后座，觀看了整個空襲過程。如他們所願，整個攻擊過程快速而流暢，飛行員們投彈精準，一切都同計畫中的一樣。演習後根據演習結果計算出最少需要6架F-16戰鬥機執行空襲計畫，再算上預備兵力，最終決定準備10架F-16戰鬥機和12個飛行員，其中8架出擊，2架隨時待命。
外交行動
以色列情報部門認為：伊拉克核武計畫已經取得重大進展，如果塔姆茲-1號核反應堆臨界成功，伊拉克可能在1年內生產出足夠組裝1枚核彈所需要的鈽。為阻止伊拉克核計畫，以色列外交部門進行了艱苦的斡旋，但以色列拿不出比伊拉克更大的外交好處，於是法國和巴西、義大利等國都堅稱伊拉克核計畫純粹是民用和平目的。
暗殺伊拉克核專家外交努力失敗，該特工行動了。1979年4月6日凌晨3點多，以色列特工在法國塞恩鎮倉庫炸毀即將交貨的核反應堆核心部件。不過薩達姆有錢好辦事，法國再提供一套設備，並在次年宣布向伊拉克出口濃縮鈾，保證在1981年底前讓核反應堆運轉起來。
1980年6月13日深夜，埃及籍的伊拉克核專家馬什哈德在旅館房間內被特工刺殺。8月7號，向伊拉克提供鈽分離技術的義大利公司SNIA公司辦公室遭到了炸彈襲擊，兩名伊拉克工程師死亡。一位參與核計畫的電氣工程師拉希德在日內瓦突然身患重病，10天后死去。6個月後，另一位工程師拉蘇爾在法國的一個宴會上中毒身亡。
1980年9月22日兩伊戰爭爆發，本著“敵人的敵人就是朋友”原則，以色列向伊朗提供了伊拉克核計畫相關情報。9月30日，2架伊朗F-4鬼怪式戰鬥機群超低空飛臨奧斯拉克反應堆建設工地進行轟炸，投放了12枚MK82減速炸彈。有目擊的法國工程人員聲稱看到了至少2枚MK82炸彈擊中反應堆殼體，但是被彈開了。襲擊造成的破壞效果非常有限，被嚇跑的法國工程隊也被重金禮遇誘惑回來。11月，受損建築修復。借刀殺人計也失敗了，以色列只能自己動手。
軍事行動
準備工作
武器
以總理貝京慰問完成行動後歸來的空軍飛行員以色列空軍一直為摧毀伊拉克核設施而準備著。早在1977年，空軍就模擬了一個伊拉克核反應堆靶子，用於空襲訓練。隨後購買了美國的12架F-16戰鬥機並使用907千克的MK84炸彈。
路線
以色列和伊拉克並不接壤，中間隔著約旦和沙特，空軍計畫襲擊機群從約旦和沙特國界交接處超低空飛越，從伊拉克西部進入，直撲巴格達南郊17千米的奧斯拉克反應堆。偵察情報認為距離約伊邊境僅50千米的“H-3”空軍基地是空襲機群的重大威脅。於是以色列又一次策劃了借刀殺人計，向伊朗提交了相關情報。1981年4月4日，伊朗組織了一次代號為“凋謝利刃”的大型空襲，10架F-4繞道伊拉克北部飛到伊拉克西部襲擊了H-3基地。空襲炸毀了3架安-12P運輸機、1架圖-16轟炸機、4架米格-21、5架蘇-20/22、8架米格-23、8架幻影F1和4架米-8直升機。另外11架各種型號的伊拉克飛機重傷無法修復。
意外好處
以色列空軍計畫於1981年5月10日（星期日）發動巴比倫行動，不料訊息不知為何被反對黨、工黨主席佩雷斯得知。佩雷斯對貝京總理表明了反對空襲意見，貝京緊急下令中止行動。這次泄密事件也帶來一個意外的好處：事後機械師檢修時發現大部分MK84炸彈的延時設定居然錯了！推遲行動也造成嚴重被動，因為情報部門帶給貝京一個很不好的訊息：伊拉克計畫於7月14日國慶節啟動反應堆。反應堆一旦裝料啟動，轟炸就會造成核污染。時間有限，貝京堅持襲擊，只是繞開了內閣，把襲擊時間定在6月7日（星期日）。
行動過程
1981年6月7日下午14:00，執行巴比倫計畫的機群開始做起飛前的準備，並檢查出和更換了技術狀態不好的飛機。
以色列空軍的計畫是：6架F-16A各攜帶2枚MK84型907千克炸彈、2枚AIM-9L響尾蛇飛彈、2個1200升翼下副油箱、1個800升機腹副油箱，擔任主攻；2架F-16A擔任轟炸備份，保證投彈數量冗餘。這8架F-16分為2個小組，各4架，分別由第117戰鬥機中隊和第110戰鬥機中隊的指揮官拉茲中校和納胡米上校率領。4架F-15A攜帶AIM-7F麻雀、AIM-9L響尾蛇飛彈、ALQ-119電子對抗吊艙和3個副油箱，負責空中遮斷任務，保護F-16A機群；2架F-15B雙座機擔任通訊中繼任務。F-15編隊則由第133戰鬥機中隊的指揮官率領。
15：55，西北風強勁，以色列機群從西奈半島的埃左恩空軍基地（已歸還埃及）順風起飛，升空後再調整方向，飛越原計畫應該規避的亞喀巴灣上空。當時約旦國王海珊正好在遊船上度假，驚訝地看到機群從他頭上僅僅730米的高度掠過，朝東直飛而去。雖然機群有約旦空軍塗裝，但是飛行員出身的海珊一下子就認出了這是以色列機群，並指示手下通知薩達姆提高戒備。薩達姆當時忙於指揮同伊朗的作戰，並未重視海珊的警告。
機群進入沙特上空以後，壓低高度到60米，規避沙特雷達監視。在約旦、沙特上空75分鐘的飛行中，機群始終堅持超低空無線電靜默飛行，保持0.7馬赫高速，未被雷達發現。副油箱耗盡以後，拋棄在經過挑選的內夫德沙漠無人處，避免被人發現。約17時，被召集到貝京總理官邸的全體內閣成員才得知轟炸機群已經在路上，無法反對，只能集體焦急地等待訊息。17:10，機群從沙特和伊拉克接壤的西南部邊界進入伊拉克領空，由於副油箱已經拋棄，飛機輕便，速度提高到0.8馬赫。
距離巴格達40千米時，6架F-15分為3個雙機編隊，爬高到5000高空，打開雷達，分別在最近的3個伊拉克空軍機場附近盤旋監視，準備擊落伊拉克的攔截機。第一編隊負責哈巴尼亞（塔穆茲）和阿爾塔卡杜姆基地，第二編隊負責巴格達的阿爾摩薩納和阿爾拉希德基地，第三編隊則在薩爾曼帕克基地附近巡邏。F-16編隊以30米超低空飛抵距離奧斯拉克反應堆20千米處，掠過作為引導地標的一個湖泊。原計畫是在湖心島上空開始轉向爬高，不料F-16編隊驚訝地發現湖心島不見了！原來就在6日，底格里斯河突然漲水，湖心島淹沒了。編隊果斷按照導航系統指示轉向，開加力，加速爬高，17:33，搜尋發現了夕陽下核反應堆明亮的白色圓頂。
於是編隊長機拉茲打破無線電靜默，發出了“準備投彈”命令，把火控調到空地模式，繼續爬高到2130米高度，翻轉對準核反應堆，以35°下滑角進入投彈航線，減速，瞄準反應堆圓頂，在1070米高度投出2枚MK84無制導炸彈，緊接著猛壓操縱桿，翻轉，加力爬升，向12190米高空逃離。第一波次編隊以5秒間隔，一架接一架地投擲了炸彈，第二波次就只能對著煙霧和火光投彈了。投彈時間僅45秒。17：35，F-16編隊全部逃離目標區。整個轟炸過程中，伊拉克沒有發射飛彈，只有少量高射炮盲目射擊。由於機群自西而來，向西逃竄，高射炮手面朝太陽，無法看清目標。轟炸中，投彈16枚，14枚命中預定目標，其中有2枚穿透目標以後沒有爆炸。飛行員IftachSpector直到將近20年以後再度聚會時才親口說出他當天感冒，在投彈前的猛烈爬升和翻轉筋斗時中出現短暫黑視，導致2枚炸彈失的。返航依然有危險，由於是高空飛行，沙特和約旦的雷達都發現了這些異常目標。約旦居然召回了2架在空中巡邏的幻影F1戰鬥機，而編隊以“我是民航”為由，應付了沙特地面雷達站的詢問。參戰全部飛機沿著原線路返航，經過空中加油，安全，19：10著陸原出發機場。
戰果
為了偷襲需要，以軍戰機塗上約旦飛機標記這次行動中，核反應堆被炸至嚴重損毀，不能被使用，10名伊拉克軍人和一名法國技術員被炸死。伊拉克當局試圖重建該核反應堆，法國政府也同意協助重建，然而法國卻在1984年退出重建計畫。
1991年海灣戰爭中，美國空軍又轟炸了奧斯拉克反應堆廢墟，把附屬建築徹底炸爛。
各方反應
以色列指是次行動屬自衛行動，符合聯合國憲章第51條。然而以色列攻擊核設施的做法被批評為違反國際法。聯合國安理會在6月19日通過第487號決議，嚴厲譴責以色列軍方的襲擊。美國在事件後決定暫停向以色列出口F-16戰機，但同時指以色列有權自衛。 阿拉伯國家聯盟駐聯合國特使馬科蘇德指出，以色列攻擊性外交發生了質的變化，阿拉伯國家應該協調相互的戰略。
疑點
以色列飛行員回憶說，以色列機群冒充民航應付沙特人。可是機群有8架F-16和8架F-15，都是笨拙的帶彈機，如何密集編隊到讓沙特雷達看起來是一架民航機？歷史上沙特和伊拉克長期爭奪阿拉伯世界的首領地位，薩達姆和沙特王室矛盾很深，不排除沙特人有意放行的可能。整個巴比倫行動航程長達2500千米，遠遠超過F-16低-低-高作戰半徑，途中必須依靠空中加油。伊蘭·拉蒙在採訪中也承認自己的機群經過空中加油才返回機場，這就帶來更大的疑問：F-16的加油口在背部，空中加油時只能通過美國空軍獨有的硬管方式進行。以色列直到80年代中期才改裝出第一架硬管加油機，那么誰在1981年6月7日給F-16空中加油呢？
