Одновременно с этим с аэродрома Сещинская один за другим взлетали «Хейнкели» из эскадры KG55 «Грайф». В 20.00 по берлинскому времени стартовало первое звено, за ним последовали остальные машины. Летчики потом вспоминали, что для каждого самолета эскадры был определен индивидуальный маршрут к цели, однако светлая ночь позволяла лететь даже в разреженном строю соединения. Для полета был выбран маршрут, огибающий Москву с юга. Линию фронта, отмеченную отсветами перестрелок, бомбардировщики пересекли в строю звеньев. При этом летчики из KG27 зафиксировали даже несколько прожекторов и отдельные выстрелы зениток, правда, не причинившие самолетам никакого вреда.

Й. Вольферсбергер продолжал: «Мы медленно забираемся все выше, и линия горизонта на востоке становится светлее. Вспышки извыхлопных патрубков двигателей слабеют, но их достаточно, чтобы видеть круги вращающихся винтов. Где-то впереди стреляют вражеские зенитки, лучи двух-трех прожекторов шарят вокруг в воздухе подобно пальцам мертвеца, ага, пожалуй, это наши „приятели“. Мы немного изменяем обороты двигателей, что вводит наблюдательные посты зенитчиков в заблуждение, и мы без малейшего ущерба преодолеваем первый рубеж: обороны».

Всего в первом массированном налете на Горький участвовали 168 бомбардировщиков, в т.ч. Не-111 из II./KG4 «Генерал Вефер» майора Рейнхарда Граубнера, KG27 «Бельке» майора Ханса-Хеннига фон Бёста, II и III./KG55 «Грайф» майоров Хайнца Хёфера и Вильгельма Антрупа и I./KG100 «Викинг» гауптмана Ханса Бётхера, а также Ju-88 из III./KG1 «Гинденбург» гауптмана Вернера Кантера, II./KG3 «Блиц» майора Юр гена де Лаланде и II./KG51 «Эдельвейс» майора Герберта Фосса. Это была самый массированный ночной налет с начала войны против Советского Союза!

Самолеты шли на высоте 4000—5000 м небольшими группами с интервалами 10—15 минут. Для навигации на первом отрезке полета экипажи использовали мощный радиопередатчик Московской радиостанции им. Коминтерна, который нетрудно было запеленговать на определенной волне и с его помощью правильно определить направление. Кроме того, транслировавшиеся там патриотические песни и гимны вносили разнообразие в долгий полет. Через некоторое время внизу появилась блестящая лента Оки, которая служила прекрасным ориентиром для конечного выхода на цель.

В Горьком теплый вечер 4 июня не предвещал никаких важных событий. На предприятиях началась ночная смена, уставшие рабочие дневной смены вернулись в свои неказистые дома и бараки, с тем чтобы наутро вновь идти «ковать победу». Те немногие жители, что были свободны от работы, допоздна прогуливались по улицам, наслаждаясь наконец пришедшим летним теплом. Молодые пары, гулявшие вдоль стен древнего Кремля, поднимающегося на высоком откосе прямо над слиянием двух великих русских рек, последними наблюдали, как на западе, где-то за Окой и дымящимися трубами автозавода, зашло за горизонт приветливое июньское солнце. Никто и подумать не мог, что именно оттуда на их родной город надвигается грозная опасность.

После 22.30 штаб Горьковского корпусного района ПВО неожиданно получил от центрального поста ВНОС из Москвы тревожное сообщение о том, что большая группа бомбардировщиков противника пересекла линию фронта, прошла над Тулой и движется в северо-восточном направлении. После этого были введены в действие РЛС РУС-2с, операторы которых вскоре подтвердили, что со стороны Владимирской и Рязанской областей приближаются вражеские самолеты. В 23.56 по местному времени по приказу командующего корпусным районом ПВО генерала А. А. Осипова был подан сигнал «Воздушная тревога».

Городской сигнал «ВТ» был принят районами города на протяжении от одной до трех минут и продублирован электросиренами и гудками заводов в течение восьми минут. Однако отвыкшие от бомбежек и воя сирен руководители и работники ряда предприятий не смогли своевременно принять необходимые меры. Имели место нарушения светомаскировки. Так, в железнодорожном депо станции Горький-Сортировочная были демаскированы шесть окон, продолжительное время освещавшие территорию депо. Требования работников МПВО замаскировать окна начальником депо Трофимовым не были выполнены, в итоге пришлось просто отключить электроэнергию. На Борском стеклозаводе им. Горького после подачи сигнала «ВТ» явка медико-санитарной команды составила всего 4%, дегазационной – 17%, пожарной – 30%. В то же время зенитчики, прожектористы лихорадочно готовились к отражению налета. В небо плавно взмыли аэростаты заграждения.

В 00.10 посты ВНОС около Вязников и Кулебак стали наперебой докладывать о том, что над ними в сторону города идут большие группы бомбардировщиков. Теперь сомнений не было, самолеты держат курс на Горький. Зенитчик И. А. Левицкий вспоминал: «Была включена батарея СОН. Вскоре с нее доложили, что с запада приближается групповая цель, дальность больше 50км. Была объявлена „Готовность № 1“. Зенитчики были готовы к бою. Командир батареи СОН доложил, что цели движутся небольшими группами с интервалами в 10—15км на высоте пять-шесть тысяч метров».

Штаб корпусного района пребывал в напряжении. Все понимали, что предстоит нечто ужасное, чего город за два года войны еще не испытывал. Вскоре поступили донесения, что первые самолеты уже подходят к городу, и генерал Осипов приказал зенитно-артиллерийским полкам начать заградительный огонь. Первыми начали стрелять зенитки 742-го ЗенАП подполковника М. Ф. Евгенова, потом открыла огонь артиллерия всех секторов. Девятикилограммовые снаряды с жужжанием устремились вверх, и небо над городом озарилось разноцветными разрывами снарядов. Грохот от стрельбы сотен орудий сотряс улицы и кварталы.

Лев Павлович Мардарьев, живший тогда в Сормовском районе, вспоминал: «Метрах в ста от нашего дома стояла зенитная батарея. Грохот от стрельбы был такой, что весь дом ходил ходуном, словно при землетрясении».

Затем на крыши домов и бараков градом посыпались осколки. Зенитчица Пелагея Паршина рассказывала: «Первый же выстрел орудия меня оглушил, но нужно было во что бы то ни стало продолжать стрелять. При выстрелах пушка буквально подпрыгивала, сверху на нас сыпался град осколков разорвавшихся снарядов. Осколки были острые и раскаленные, многие потом получали ранения, у кого-то даже отрывало руки».

Первыми над Горьким появились самолеты-цельфиндеры, несшие контейнеры Мк.250 с белыми осветительными ракетами. Чтобы скрыть главную цель налета, немцы сбросили их одновременно над Сталинским, Ленинским, Кагановичским и Автозаводским районами, а также над Окским мостом. Плавно опускаясь на парашютах, горящие ракеты осветили местность, словно подвешенные в небе люстры. Рабочий артиллерийского завода № 92 Александр Коровин вспоминал: «Эти люстры светили так ярко, что в городе повсюду стало светло, как днем». Одновременно с бомбардировщиков было сброшено огромное число «зажигательных листочков» – кусков толстой фольги, обмазанных фосфором. Словно опавшие, пылающие в ночи листья, они медленно опускались на город, создавая ужасающее светопреставление.

Затем первая группа Ju-88 с пикирования нанесла удары по водозаборным станциям на Оке и основным узлам водопроводной сети Автозаводского района. Прогремели первые мощные взрывы, выбросившие в небо яркие языки пламени. В результате главный водовод диаметром 600 мм был разрушен в шести местах, причем на нем вырвало участки длиной до 25 м. Прямым попаданием тяжелой фугасной бомбы на перекрестке пр. Молотова (ныне пр. Октября) и ул. Октябрьской был разрушен узел управления водоснабжением и теплофикацией (колодец № 27). На шоссе Энтузиастов (ныне пр. Ленина) сильно пострадал фекальный коллектор. При попадании бомб в Автозаводскую ТЭЦ, находившуюся на территории завода, там выбросило пламя из котлов, что привело к немедленной остановке турбогенераторов. Одновременно вышла из строя подстанция, через которую поступала энергия из городской электросети. Таким образом, ГАЗ был полностью обесточен и лишен воды.