Первыми над городом появились «Хейнкели» из KGr.100, сбросив на него осветительные и зажигательные бомбы, четко обозначив цель для последующих бомбардировщиков. Объекты и сектора столицы были поделены между эскадрами. Так, KG55 «Грайф» бомбила Кремль, здание ЦК ВКП (б) и МОГЭС, KG53 «Легион Кондор» – Белорусский вокзал, один из авиационных заводов, центральный аэродром и фабрику имени Клары Цеткин, KG4 «Генерал Вефер» наносила удар по западным и северным районам столицы. Бомбардировщики шли над городом на высоте 2000–4000 м и даже ниже. В итоге многие из них попали в самую гущу световых прожекторных полей, после чего долгое время обстреливались зенитками и подвергались атакам истребителей. Неожиданностью было также большое количество висящих повсюду аэростатов. Однако все это производило скорее большой зрительный эффект, нежели свидетельствовало о сильной ПВО.
Вилли Хауг так описывал происходящее:
Советские зенитчики умели стрелять в основном методом заградительного огня, то есть не целясь в конкретный освещенный самолет, а попросту беспорядочно палили в тот или иной сектор неба. Тем не менее огромное количество разрывов на разных высотах производило сильное впечатление, особенно на малоопытных пилотов.
Низ фюзеляжа и плоскостей у Не-111 «А1+АВ» Хауга, как и все у всех самолетов группы, специально перед налетом на Москву был окрашен в черный цвет. Пролетая между лучами прожекторов, пилот не раз мысленно поблагодарил гауптмана Будера, который инициировал подобную окраску. Хауг считал, что именно благодаря ей прожектористы не могли поймать его. Сбросив бомбы на цель, пилот перевел «Хейнкель» в пологое пикирование. Скорость при этом возросла до 500 км/ч, а двигатели начали буквально «скулить». Снизившись до 300 м бомбардировщик, пролетая прямо над крышами домов, вскоре вышел из зоны зенитного огня. После пяти минут подобных виражей опытный Хауг развернул машину и вскоре лег на западный курс.
Фельдфебель Хавигхорст вспоминал: