1954年10月，当詹姆斯·基利安和埃德温·兰德提议制造一种前所未有的新式侦察机以探明苏联军事力量的秘密时，德怀特·D.艾森豪威尔总统毫不犹豫地答应了。现在，17个月后，在是否将这架飞机投入使用的问题上，他却有些踌躇不前了，原因有很多种。
1956年，与莫斯科的正常关系不断升温，艾森豪威尔不希望厚颜无耻地侵入苏领空（尤其是还存在着U-2侦察机被苏军方识破或击落的危险），破坏进一步改善双方关系的机会。但现在，白宫对苏军事力量具体信息的需求比以往任何时候都更迫切，此次行动既为估量莫斯科实力，也为平息日益高涨的对美国国防的不满。莫斯科正占据军事优势的观点俨然成了1956年总统和国会选举最激烈的议题。
袭向艾森豪威尔总统的两种互不相容的压力都很大，他的身体状况亦欠佳。1955年9月底，在科罗拉多度假时，他心脏病发作，在当地医院待了六周才返回华盛顿。1956年2月，完全康复的艾森豪威尔总统宣布了竞选连任的计划。后来，6月7日晚，总统腹部剧烈疼痛，致使夫人玛米担心是心脏病再次发作。他被火速从白宫送到瓦尔特·里德陆军医院，医师们确诊为肠结石，立即做了手术。恢复期间，总统必须在7月第一周决定是否派遣U-2侦察机进入苏联领空。
早在1953年，特雷弗·加德纳就敲响了警钟：在新武器技术上，美国正陷入落后于苏联的危险。此后，对苏联轰炸机和导弹确切情报信息的要求就一直在增长。当民主党领袖如密苏里州参议员斯图亚特·西敏顿和华盛顿参议员亨利·杰克逊警告不断扩大的“轰炸机鸿沟”时，莫斯科拥有比华盛顿更大的轰炸机队的报道在首都成了极具爆炸性的政治问题。公众中亦掀起一股热潮，认为苏联导弹试验及相应的“导弹鸿沟”有朝一日将奠定苏联决定性的军事优势的前景。各报纸和新闻杂志都登载着关于苏联威胁增长之类的令人担忧的传闻。
1954年，新型“野牛”轰炸机初次露面，在一年一度的“五一”庆典上飞过红场上空。自此公开报道后，关于苏联不断增强的制空权的政治争论就愈演愈烈。此时距离在莫斯科外拉缅斯基机场第一次看到它已有九个月了。《纽约时报》驻莫斯科记者哈里森·索尔兹伯里第二天在头版报道了此事：“今天，苏联在“五一”庆典上公开了它的新式四引擎喷气式洲际轰炸机。它非常庞大，其航程之远足以将最先进的核武器运送到遥远目标。”索尔兹伯里还写道，那个晴朗春日的空中表演还包括一队共九架双引擎新型中程喷气式轰炸机。“那些新式苏联飞机接近红场时，激动人心，似乎不可战胜。”索尔兹伯里说。中情局很快秘密调查到，到1956年底，克里姆林宫将制造出足够的“野牛”轰炸机组建军队，还预测到1957年中，苏联将拥有50架此种飞机，到1959年中期，将达到250架。
美国最新洲际喷气式轰炸机样机，八引擎的B-52是1952年首次试飞的。到1954年5月，B-52已开始走下西雅图波音飞机厂的生产线，第二个装配基地也很快在堪萨斯州威奇托开业。这些在飞行中可加油的远程轰炸机，将降低华盛顿对国外基地的依赖性，那些基地比国内基地遭受到了更多的抨击。
“野牛”轰炸机在红场上空出现后两周多，空军总参谋长内森·崔宁将军声称，苏联研制“野牛”轰炸机的惟一目的就是到达“美国的重要目标”。军人节那天，崔宁将军在德克萨斯州阿默利罗讲话时说苏联空军是“目前为止，世界上最强大的空军”，它拥有的“战斗机比美国陆海空三军及海军陆战队拥有的总和还多数千架”。
1954年6月19日，国家最高军事策划者们聚集在弗吉尼亚州的匡提可海军陆战队基地对美国国防状况作周末审查。一位五角大楼高级官员告诉他们苏联正威胁着美国在武器技术领域的领先地位。负责研究发展的助理国防部长唐纳德·夸尔斯说：“总而言之，我们必须清楚，我们的科技地位与苏联相比，已不如一年前那么乐观了。我们的优势已减少，我们必须冷静面对从这些事实中得出的推断。”次日，国防部长查尔斯·E.威尔逊提出的稍显积极的估算告诉这组人，美国军事科技仍领先于前苏联二至三年。
虽然此时艾森豪威尔总统已经批准李·杜布里奇和詹姆斯·基利安组织研究突袭威胁，但在出席匡提可会议时，他并未作任何公开表示。他乘坐一辆敞篷豪华轿车抵达位于弗吉尼亚州乡间的基地，手拿金头高尔夫球棒。在他离任之前，长岛一个共和党代表团将此俱乐部送给了他。到达匡提可后不久，总统就开始在一场包括崔宁将军的双打中发球了。他的第一棒直线飞出，离球道颇远，记者和摄影师们笑着建议他再试一次。艾森豪威尔总统笑了笑，告诉别的打球者说：“他们决心要证实这只是个意外。”
艾森豪威尔秘密地慎重考虑和他公开的轻松姿态正是他的总统风格。甚至当他秘密作出影响深远的扩大情报收集、加强美国防御的决定时，他还公开否认华盛顿在军事力量和技术方面落在了苏联之后的断言，甚至藐视苏联的发展。这种分裂清晰地反映了利用总统演说使国家信任其国防，从而避免不必要军费上涨的从容谨慎的权宜之计，或许也是艾森豪威尔总统语义含糊、讲话软弱无力，有时还晦涩难懂的原因之一。
不管基于何种原因，这样的演讲有很多。例如，1956年初，华盛顿对苏联导弹的关注上升，艾森豪威尔总统公开怀疑那些武器的潜在价值，说它们没有飞机投掷的炸弹精确，因此不得不大量装备威力特别大的核弹头，将不可避免地造成大规模破坏。所有这些在当时都是事实，更精确的控制系统直到他任期即将结束才研制出来，他的观点也可谓核威慑学说的先声。核威慑学说认为核战争的相互毁灭性将阻止美苏爆发此种战争。那次，艾森豪威尔总统还说，他已经命令五角大楼将导弹计划当做研究工作的第一要务。然而，他的解释似乎还给人留下了这样的印象：他并未对前苏联制造远程导弹的行动给予高度警觉。
政府缩减国防开支的努力也招来批评，说总统忽略了安全问题。这对艾森豪威尔作为军官的卓越贡献颇有嘲讽意味，但他缩减政府开支的承诺也让他的批评者们认为他忽视了国防。然而，事实却要复杂得多。虽然政府最初确实未能给予美国导弹计划足够的投资，而且在进入太空领域这一问题上也行动缓慢，但艾森豪威尔总统从未漠视过对国家安全的威胁。实际上，通过研制许多新武器和情报系统，他的政府改变了美国军事实力。这些技术突破在20世纪剩下的年代里为美国的军事发展奠定了基础。没有任何一位当代总统，除了授权研制核武器的富兰克林·罗斯福，如此显著地改变了军事力量的性质。
当然，国人在这些新式武器呈现出来时，也未能完全了解艾森豪威尔总统的首创精神。如U-2侦察机之类的项目是完全在公众视线之外的。毫无疑问，莫斯科的力量日益增长，它发动突袭的能力也在增长。苏联战略武器库扩大的任何标志都会加重对美国弱势的担忧，也增添了民主党人和保守的共和党人闹事的机会。
1955年5月1日，就在凯利·约翰逊秘密赶制第一架U-2侦察机之时，这样的时机露面了。那天，莫斯科的天空似乎布满了庞大的“野牛”轰炸机。西方陆军武官数出“五一”庆典中出现的有30多架，并暗示总生产量很大。那些外交官们没有认识到这次表演只是10架飞机巧妙制造的错觉。它们先围绕莫斯科飞行，然后重复飞过红场。其后数日，关于苏联力量展示的消息传播开来，五角大楼发表简短声明说，莫斯科已开始用新式洲际导弹进行编队飞行，也就是说，新式飞机将很快走下生产线，苏联不久即可将它们投入使用了。
曾任杜鲁门政府时期空军部长的西敏顿参议员，不久就要求参议院核查那些令人不安的进展。“现在，很显然，美国和其他自由世界或许已失去了空中控制权，只剩在基地设施和训练还有可能继续保持领先。”5月中旬时他说：“但现在也很显然，在飞机的质量和数量上，共产党至少正在超过美国，我相信可能在最先进的武器——洲际弹道导弹的生产方面，也遥遥领先。”
理查德·拉塞尔是参议院军事委员会主席，也是民主党军事事务决策者， 5月17日他宣布，委员会将调查美国制空权的现状。他把此任务交给了以民主党领导人林登·约翰逊为首的分组委员会。埃森很快就否定了西敏顿的说法，他于次日向全国断言，认为空军的技术和数量优势“眨眼间就消失了”的说法是“很不正确的”。但是，事实上，不仅是埃森，华盛顿的任何人都不确切知道苏联已制造了多少“野牛”轰炸机，不知道苏联的导弹计划到底有多先进。
1955年6月末，以前总统赫伯特·胡佛为首的总统委员会也作了同样的论断。由全国最德高望众的退休军界人物之一——马克·克拉克将军领导的委员会特别工作组声称，他“对关于来自铁幕之后的情报数据的匮乏现状十分担忧”。这个很可能对U-2计划毫不知情的工作组呼吁政府“作出任何可能和可行的努力”去获取可靠的情报信息，包括其“技术能力的全部用途”。
9月，对五角大楼导弹计划断断续续的进展愈加不耐烦的特雷弗·加德纳提出对苏联导弹威胁的警告：“目前，最复杂最令人费解的技术秘密并非苏联在飞机与核武器方面的能力，而是苏联在导弹领域的进展到底如何。”整个秋季和初冬，加德纳一直在敦促政府和国会再追加2亿美元给施里弗将军的导弹计划和其他空军技术项目。这几乎等于给军队的研究和发展预算增加了30％。他的提议受到空军的普遍拥护，却被国防部长威尔逊一口回绝了。但1956年2月1日，威尔逊却表示他将加快导弹研制，并将很快任命一个“特权人物”来管理国家导弹计划，保证它们得到足够的财力和人力。与此同时，空军、陆军正在竞相制造中程弹道导弹。
威尔逊的声明显然是为了平息加德纳的抱怨，回应参议院对五角大楼导弹工程越来越尖锐的批评。参议员杰克逊强烈批评政府低估了苏联的导弹进展，不重视自己的导弹计划。在一篇吸引了全国注意的严肃演说中，杰克逊预言，年终之前，苏联将试验射程为1 500英里的导弹。他说，那将颠覆西方军事战略，且极可能打破北约联盟。在杰克逊看来，掌握了此导弹的苏联将利用“弹道威胁”迫使西欧国家拒绝美国进入他们境内的空军基地，强迫华盛顿将它的轰炸机收回美国本土。他提议任命一位弹道项目领导，并授以“曼哈顿计划”一样强大的特权来运营此项目。“苏联在此开发竞赛中的胜利将挫败我们盟友的士气和我们自己的信心，”他在参议院说，“有史以来第一次，莫斯科在至关重要的‘科技——工业’竞争中击败了我们。”
1956年2月8日，加德纳与在迈阿密和巴哈马群岛度假的国防部长威尔逊进行了最后一次毫无结果的会面之后，他辞职走人了。在当天早些时候举行的记者招待会上，埃森被要求评论杰克逊和西敏顿的观点。“嗯，”他说，“我一直对别人获知我自己都不知道的信息的数量而感到惊奇……总之，我认为我们没有在人类科学、智慧和资源方面尽一切努力来保持我们国家的独特地位，简直难以置信。”
1956年2月初，苏联试验了一颗射程为900英里的导弹，印证了几周前《时代杂志》的封面故事。那篇题为《导弹离我们而去》的文章展现了一幅想像中的1962年的场景：美国及其盟友发现自己在军事上被击败，政治上受苏联导弹的威胁。或许正如《时代杂志》形象解释的那样“苏联终于执鞭在手了”。杂志将这一想像的耻辱称做“导弹人的噩梦”。
尼吉塔·赫鲁晓夫似乎感到美国人已被吓唬住了。4月23日，当第一批U-2侦察机准备就绪，即将运往英国时，这位苏联领袖大言不惭地宣称：“我非常肯定，我们很快就能拥有装有能射到世界任何地方的氢弹头的导弹。”
赫鲁晓夫或许太夸大其词，但几周后，基利安重新召集了技术能力小组修正其对美国可攻击性的评估。他还写了一封冷静的信，加深了白宫对苏联突袭潜在威胁的担忧。根据对苏联远程轰炸机和核武器的最新情报估计，基利安在给国防动员办公室主任阿瑟·弗莱明的绝密信中指出，他的委员会正预测莫斯科何时将掌握对美国实施毁灭性核攻击的技术。在5月14日那封信中，基利安警告说，此威胁“近在咫尺”，而非小组1955年初在它的第一份报告中预言的那样，他写道：“前苏联掌握对美国实行决定性突袭的手段的日子很快就要到来了。”
尽管有这些政治压力，当5月28日，艾伦·杜勒斯到白宫与总统讨论U-2侦察机，并请求他批准开始行动的准则时，艾森豪威尔总统仍对是否使用U-2侦察机犹豫不决。他尚未考虑清楚，派遣美国侦察机，即使无武器装备，也不是由空军操纵的，深入苏联领空的后果仍令他担忧。“这样的决定是一个总统面临的最费脑筋的问题之一。我们必须思考，如果他们以同样的方式来对付我们，我们该作何反应？”古德佩斯特明白：美国必将设法将其击落。
艾森豪威尔总统认识到，这架飞机及其照相机系统都标志着侦察技术的重大突破。如果说他在看到盖茨堡农场的照片后还心存疑虑的话，那么当中情局向他展示从7万英尺高度拍摄的圣地亚哥及好几个美国其他城市的照片时，这种疑虑就烟消云散了。“在这些照片上，我们能轻易地数出大街上的汽车数量，甚至每个停车泊位画的线。”他在回忆录中写道，“即将得到的信息的质量也就毋庸置疑了。”
他还是希望确定这款飞机不会轻易被苏联雷达系统追踪，或被苏联喷气战斗机击落。在美国上空的试飞证明，美国雷达不能连贯地追踪到该飞机，在许多地方甚至都无法探测到它。中情局反复向艾森豪威尔总统保证，莫斯科地面雷达网络设备是二战时盟军提供的，肯定追踪不到它。但1956年初，这种预测出人意料地被改写了。中情局科学情报办公室的一份新调查说，它可能会被探测到。此秘密调查于5月28日完成，发表那天，杜勒斯面见了艾森豪威尔总统，但总统似乎毫不知情。中情局自己的U-2侦察机相关历史只简单地写道：“这份调查对最高决策官员们的想法几乎无任何影响。”它引用1988年对比塞尔的评论，接着写道：“他们继续相信，苏联不能追踪到U-2侦察机，甚至可能根本无法察觉到它，U-2侦察机只会是些模糊的信号罢了。”
鉴于总统的担忧，中情局应该让他知道修改后的评估。如果知道此飞机将很容易被识破，或许他会拖延更久再批准U-2侦察机的第一次飞行，或者甚至取消这个项目。在回忆录里，艾森豪威尔说，根据他们提供的苏联防空信息，他自信，“依据当时的雷达性能，在战斗机飞行高度不超过5万英尺的情况下，U-2侦察机将会相当安全地飞行”。
中情局还告诉总统，即使这种绝不可能发生的情况——即其中一架飞机受到苏军防空攻击确实发生了，飞行员生还的可能性几乎为零。这样，莫斯科就无确凿的证据证明此侦察行动是美国所为。杜勒斯和比塞尔向总统保证，若飞机被成功击中，飞行员将失去生命，飞机将不可辨认。古德佩斯特回忆说：“他们告诉我们这是我们所了解的形势的一部分，几乎可以肯定，飞机将碎裂，同时也完全可以肯定，飞行员将丧生……虽然他们可能会知道飞机从何而来，但也很难有令人信服的途径证明它。”
艾森豪威尔总统被说服了，相信一旦遭苏联导弹或防空火力攻击，该飞机及其飞行员将在劫难逃。“这是一种残酷的想法，”他在回忆录中写道，“但他们让我放心，执行这些任务的飞行员们受高度爱国主义、膨胀的英雄主义思想及某些物质诱惑的激发，都是出于自愿的。”
万一此悲观预测不准确，中情局决定让飞行员们带上自杀药丸。比塞尔要求中情局技术部的亚里克斯·巴特林医生找出合适的药物。巴特林推荐了瓶装一安氰化钾。战后，纳粹领导人赫曼·格林曾服此药在狱中自尽。一旦瓶子在飞行员口中破裂，他很快就会死掉。最初，比塞尔预定了六安，还配有L药丸。在飞越苏联的飞行中，飞行员可选择带一片药丸，而不一定非喝这种药剂。
药物的服用说明冷酷而简单：“如需服用应置于口中，用牙齿咬紧，双唇紧闭。药剂将在牙齿间被压碎。此时服用者应张嘴吸气，然后再闭上，尽可能长地屏住呼吸。约30秒钟后，服用者将失去知觉。此药服用无痛苦，但胸部或许有压迫感。服用者将毫无知觉地死去。”
直到1956年底，进入苏领空的第一轮飞行完成之后，卡米恩·维托驾驶U-2侦察机飞越保加利亚时，误服此药的危险性才被清楚地认识到。当维托在飞行前预吸氧气时，被派到U-2侦察机特遣队的一名空军助理把一丸L药丸放进维托增压服右边的膝盖口袋里，很明显，他不清楚这位飞行员喜欢把柠檬糖塞到同一个口袋里，以在长途飞行中润润喉咙。在飞行中，飞行员们可以偶尔打开头盔。几个小时后，当在保加利亚上空飞行时，维托无意识地从那些坚硬的糖果中掏出了药丸，打开头盔上的面罩，把它倒进嘴里。幸运的是，当他没有尝到期待的柠檬味时，他没有咽了它。他把它吐到手里。得知此事故后，比塞尔的一位助手命令将这种药丸装到小盒子里。
过了很久中情局才认识到，如果L药丸意外地在飞机内破裂，使机舱充满致命气体的话，也会夺去飞行员的生命。这种药丸最终被一种同样有效，但挥发性较弱的杀手——掺了海藻（一种贝类毒素）的注射针代替。这些致命的发明是中情局调制的生化武器的先驱。在中情局试图暗杀那些敌对外国领导人如刚果的帕特里斯·卢蒙巴和古巴的菲德尔·卡斯特罗等并不成功的行动中，就曾使用过这些武器。
5月底，艾森豪威尔总统在思索是否使用U-2侦察机时，他非常清楚，如果此飞机及飞行员被苏军俘获，克里姆林宫将取得宣传上的巨大胜利。当年早些时候，莫斯科发现了美国空军投入急流中以期被带到苏联境内的许多气球，已经算是一次意外成功了。那次被称做“吉妮翠斯计划”的侦察行动是用于拍摄如U-2侦察机飞行一样的高空照片的，其受控性虽差，但安全性更高。1955年12月27日，艾森豪威尔总统批准了那项计划。接下来的两个月中，空军将516个气球送进西欧上空，预计它们将飘过东欧、苏联和中国。在理论上，一旦那些气球进入西太平洋上的国际领空，胶片盖将重新合上。
只有46只气球被收回来了。其余的或消失或被苏联和其他社会主义国家截获了。苏联人愉快地控诉这些他们称作“间谍气球”的侦察设备，在莫斯科展览了收集到的气囊、照相机和发射机。正如给U-2侦察机飞行准备的掩人耳目的说法一样，艾森豪威尔总统政府尴尬地宣称这些气球是用于监察高空天气状况的。世界上大多数国家，包括美国新闻界都很怀疑这种解释。2月19日，《纽约时报》随军记者汉森·鲍德温暗示读者，这种解释严重破坏了公众对政府的信任。鲍德温怀疑气球飞行的潜在军事收获是否大于它们被发现带来的政治破坏。
艾森豪威尔总统认为它们得不偿失。他终止了那些行动，他说：“气球给民众的愤怒提供了更多合法借口，得不偿失。”
3月中旬，崔宁将军又出乎意料地提议另一项海拔更高的飞行路径的气球计划。显然，总统已被空军的顽固坚持激怒了，他回应说 ：“不再对任何气球感兴趣。”
5月31日，杜勒斯和崔宁呈交给总统一份正式提案，开始U-2计划。那份高度保密的文件题目为《感光板可操作计划》。它要求先在东欧作一些预备飞行，然后在约一周之内，开始在苏联执行首批任务。艾森豪威尔总统对此提议的审查由于他6月7日的肠病被搁浅。
当总统正从紧急手术中康复时，在英国的U-2特谴队转移到了西德威斯巴登一个空军基地。地点更换是因为早些时候在伦敦外朴茨茅斯港发生的一次侦察事故。4月，赫鲁晓夫访问英国，英海军上将派一名蛙人去探测来访的苏联巡洋舰弗拉基高加索号上的螺丝，被该船上的船员抓获并杀死。几天后，蛙人莱昂内尔·克拉比的无头尸体浮上海岸。这次拙劣的侦察行动曝光后，首相安东尼·艾登罢免了英国情报局长。由于担心再遇到尴尬的情况，他后来要求华盛顿不要将英国作为U-2侦察机飞入苏领空的基地。约翰·福斯特·杜勒斯、艾伦·杜勒斯和比塞尔决定请求西德大臣康拉德·阿德诺尔在本国为U-2侦察机提供基地。比塞尔飞到波恩向他讲明情况并向他展示了拍摄的美国城市的实验照片后，阿德诺尔同意了此想法。6月11日，向西德转移的行动开始了。
此时，比塞尔已等不及要立即起飞了。6月20日，星期三，比塞尔利用总统授权的空军东欧入境令，命令U-2侦察机在敌境（东德、捷克斯洛伐克和波兰）内执行首次任务。5月31日，呈交给艾森豪威尔总统的执行计划提到了那些预备飞行，但比塞尔并未明确请示总统。6月20日日出前，U-2侦察机飞行员卡尔·奥弗斯特里特从威斯巴登起飞，向东方渐亮的天空飞去。他安全飞过三个前苏联盟国。两日后，飞行中拍下的照片被送到华盛顿进行分析。阿瑟·伦达尔和同事们都认为那些照片质量上乘。
在奥弗斯特里特飞行的次日，基利安和兰德陪同比塞尔到白宫与病中总统的代表古德佩斯特进行了一次至关重要的会面。三人向他展示了一些U-2侦察机新拍的照片，并陈述了比塞尔的计划：一旦天气允许立即飞入苏领空。古德佩斯特告诉来访者说，总统已同意了5月31日的飞行计划，但他希望首批飞行尽快全面地覆盖一切。古德佩斯特解释说，总统的意思是利用苏联境内的飞行，尽快进行下一步行动。为了能让总统及时了解和过问，古德佩斯特告诉比塞尔“每一步行动都必须先告知总统”。总统还希望飞行开始后定期获知最新情报。古德佩斯特在一份措词谨慎的备忘录里总结了此次谈话，隐晦地提到此“侦察计划”，但并未点明其目的及U-2侦察机的存在。
四人还讨论了可能出现的问题，包括飞机被俘或击落。正是在此次讨论中，基利安和兰德质疑了比塞尔借助天气调查掩人耳目及如果U-2侦察机暴露，否认美国侦察责任的计划。这是基利安和兰德没被通过的少数几条建议之一。
终于，比塞尔得到了他所需的“通行证”，现在埃森待命即将进入苏联。比塞尔还通知阿登纳即将首航。但得等崔宁将军对莫斯科的访问结束——他是应赫鲁晓夫之邀去参观6月23日开始的莫斯科飞行表演的。崔宁要求在美国代表团月底离开苏联之前不得进行首航。
7月2日，比塞尔批准了两次在东欧的飞行，范围包括捷克斯洛伐克、匈牙利、罗马尼亚、东德、波兰和保加利亚。那天下午，他和杜勒斯的副手卡贝尔将军向艾森豪威尔总统作了汇报。他们陈述了卡尔·奥弗斯特里特6月20日的飞行。至于其他方面，艾森豪威尔总统想知道东欧雷达是否追踪到了U-2侦察机。比塞尔汇报说，有几处探测到了，但那些雷达分析员误以为飞机是在42 000英尺飞行的，几乎比它的实际高度低了22000英尺。总统仍然担心会被识破，又问了东欧之行的其他情况。比塞尔告诉古德佩斯特，欧洲境内的苏联领土将会天气晴朗，最好能马上起飞。
7月3日，盖茨堡，古德佩斯特将这个请示转达给在此疗养的艾森豪威尔总统。总统批准计划于次日开始，为期10日。下午2点，古德佩斯特打电话给比塞尔，告诉他7月14日之前必须完成首轮飞越苏领空飞行。比塞尔希望能延长期限，问道，总统的意思是否指的是天气晴朗的10日。“绝对不是，”古德佩斯特回答，“是按日历算10天，连续时间。你只能希望老天作美了。”古德佩斯特在另一份提及此事的备忘录中写道，比塞尔同意递交追踪及拦截未遂的临时报告。
对这些限制，比塞尔并不感到意外：“我相信总统如此安排是希望能更好地控制我们的活动。他想让我们尽力在未来10天内飞行两至三次，然后停下来分析结果。事实证明这样做是明智的，因为就苏联的实力而言，飞越其领空确实是极敏感的行动。”
第一批飞行计划是在比塞尔和助手咨询了1955年12月依照兰德的提议成立的跨部门小组之后制定的。这个名为“特别要求委员会”的小组包括来自陆、海、空和中情局的代表们，主席是曾领导过中情局情报协调处四年、经验丰富的情报官员詹姆斯·Q.莱波。委员会开列了一份情报清单，包括那些莫斯科远程轰炸机、导弹、核武器潜在基地的情报。
即使是前两次飞行计划也有极大风险。正如比塞尔后来告诉迈克尔·贝施洛斯的那样，飞行小组对他说：“第一次就让我们逮个大家伙吧。第一次总是最安全的。”“2013号行动”要求从白俄罗斯进入苏领空，然后向北折到列宁格勒拍摄几个军用机场和制造核潜艇的海军造船厂。第二次飞行“2014号行动”将直飞莫斯科，U-2侦察机在空中俯瞰“野牛”轰炸机生产基地及拉明斯克轰炸机试飞中心，1953年“野牛”曾在那里首次露面。U-2侦察机还将拍摄一个导弹制造厂及一个火箭引擎中心。
华盛顿近午夜时分，比塞尔获知前苏联西部未来几天晴朗无云，便最终批准了“2013号行动”。指令通过一条横穿大西洋的秘密电缆传送到威斯巴登，那里已是7月4日周三的清晨。哈维·斯托克曼完成预备呼吸，登上一架凯利·约翰逊设计的飞机，飞机标着“NACA（国家航空咨询委员会）187”这与天气预报系统的民用航空飞机命名保持一致。直到那时，比塞尔才回家睡了一觉。
斯托克曼进入苏领空后不久，就发现他的飞行已被发觉，并正被追踪。通过朝下的U-2侦察机潜望镜，他看到米格轰炸机正从低空群集而来，并朝着他的飞机上升，直至达到最大高度——5万英尺（超过此高度，它们将翻转并坠回地面）。“他们拼命赶过来包围我，”斯托克曼后来说。苏联飞行员无法更接近斯托克曼，便发出威胁性攻击。显而易见，U-2根本没有藏身之所。
基利安碰巧在第一时间内得知苏联已经发现领空被侵犯。7月4日，基利安正在西德一个国家安全局建立的美国窃听站里。“我发现那里的人偷听到苏联发生的事情后，都非常迷惑和惊奇。”他们听到的收音机报道，来自试图追踪U-2侦察机的苏联防空部队。那些美国技术员们之所以迷惑是因为苏联人说那架飞机在非正常高度飞行。“我没有告诉他们那是什么。”基利安说。
U-2侦察机飞行那天简直是赫鲁晓夫的耻辱，他选择了美国独立日这天到美国大使馆进行友好访问。在斯巴索宫，赫鲁晓夫受到查尔斯·波伦大使的热烈欢迎。那位苏联领袖全然不知U-2侦察机此时正飞过列宁格勒，还举杯祝愿艾森豪威尔总统身体健康，祝愿美国人节日愉快。波伦虽然知道U-2侦察机，但不知首航就在今日。比塞尔选择7月4日进行首航时可能也并不知道赫鲁晓夫要造访斯巴索宫。
得悉这次侵犯后，赫鲁晓夫大为震怒，但他也知道，当前还没有能力击落那架美国新式飞机，因为苏联军队缺少能威胁到它的飞机或导弹。赫鲁晓夫的儿子谢尔盖后来回忆说：“我父亲不能理解美国人为什么选在7月4号这么做。因为独立日那天，是战后第二次所有苏联领导人齐聚美国大使馆。”赫鲁晓夫告诉儿子，他能想像到美国国务院和白宫肯定在“嘲笑”他们，因为苏军毫无办法去阻击那架飞机。
他对刚刚访问苏联回国的崔宁将军尤为气恼。“我们视他为上宾，以礼相待。”赫鲁晓夫后来说，“他乘飞机刚离开我国，第二天就派飞机高空侵犯……只有禽兽一般的崔宁才能在曾获款待的地方做出这样卑鄙龌龊的事。”
次日上午，卡米恩·维托从威斯巴登起飞。他飞过白俄罗斯，飞向莫斯科时遭到苏联防卫者追踪。大片大片的云团遮住了苏联首都。和斯托克曼一样，维托毫发无损地返回威斯巴登。
节日第二天，即7月5日，中情局局长比塞尔返回工作岗位，他向杜勒斯汇报了这些飞行。当比塞尔告诉他首航已到达列宁格勒和莫斯科时，杜勒斯震惊不已：“哦，天哪，”他说，“你认为第一次就这样做明智吗？”
“艾伦，”比塞尔答道：“第一次是最安全的。”
艾森豪威尔总统急于想知道U-2侦察机是否已被识破。在首航前，他就曾指示古德佩斯特告诫杜勒斯：“一旦我们得知飞行已被发现或追踪，行动应立即停止。”7月5日，他向古德佩斯特重申了他的担忧，要求他将原话告诫杜勒斯。当天，古德佩斯特向杜勒斯和比塞尔核查情况时，他们告诉他，被追踪或拦截的相关报告将于36小时后才能到达。当日更晚些时候，二人去见古德佩斯特，请求批准更多的飞行计划。古德佩斯特是这样理解总统指令的，“跟踪报告到达之前不妨多多出动”，于是他批准了更多的行动计划。
很难相信，7月5日，当比塞尔和杜勒斯在电话里及当面与古德佩斯特谈话时，他们尚不知斯托克曼的飞行曾被拦截未遂，至少比塞尔应该是知道的。他可能真的只是认为，在通知白宫之前，需要有关于苏联反应的更多确凿信息。但更有可能的是，他想在总统下令中止行动之前再进行几次行动。若果真如此，那么不告知古德佩斯特和总统就完全是知情不报。
7月6日，中情局报告说，苏联雷达探测范围的分析报告表明，苏联人已发现U-2侦察机，并数次试图拦截。但那些资料还显示，苏联雷达不能追踪其飞行全程，且他们也不知道那些飞行已直接进入列宁格勒和莫斯科。
至于艾森豪威尔总统何时获悉这份报告则不甚明了。他应该在第一时间被告知，但记录显示他没有，因为苏联追踪已中断，或许比塞尔认为他并没有违反总统的君子协议。不管怎样，7月6日，他又下令进行了三次飞行。7月9日，飞了东欧、白俄罗斯和乌克兰。第二日，另一次飞行又拍摄到苏联大型海军基地克里米亚半岛。
7月10日，比塞尔的好运到头了。当天早些时候，古德佩斯特和艾森豪威尔总统似乎仍认为U-2侦察机飞行从未被苏联人追踪过。古德佩斯特在一份记录此事的备忘录中写道，总统仍希望“在接到第一份被追踪的证据之前”，继续U-2侦察机行动。此备忘录还指出，在后来的讨论中，得知已有某种被追踪证据后，艾森豪威尔总统开始犹豫是否要飞满他批准的10日之期。
当日下午，从盖茨堡返回华盛顿之后，古德佩斯特通知杜勒斯说，总统很想中止那些行动。古德佩斯特提醒那位中情局局长，总统一直在想“如果换作是我们”会怎么办。古德佩斯特也向比塞尔转述了同一信息。
艾森豪威尔总统的担忧很快成了事实。同日，克里姆林宫不再对那些飞行保持外交沉默，发给美国驻莫斯科大使馆一封语气强硬的抗议照会。照会指责美国使用一种空军单引擎中程轰炸机飞越苏领空的行为。那份外交照会描述了斯托克曼和维托飞行的路线，不过不包括苏联雷达未探测到的列宁格勒和莫斯科。虽然苏联最初并未意识到是一种完全新式的侦察机侵犯其领空，但对于艾森豪威尔总统来说，惹出克里姆林宫的抗议已足见其严重性。当晚，当那份外交照会一送到白宫，古德佩斯特就马上打电话给比塞尔，命令他停止U-2行动，等候下一次通知。如果再有任何行动，艾森豪威尔总统也希望白宫能更严格控制此项目。
当艾森豪威尔总统下令中止这个行动之时，第一批照片已经被送到在斯图亚特大楼的阿瑟·伦达尔和他的同事手中。伦达尔的照片分析师们细查过那些在苏联境内的首轮五次飞行中拍下的照片后，发现根本无任何“轰炸机山谷”。7月份的那几次飞行覆盖了苏联西部九个主要远程轰炸机基地。在那里，只看到几架“野牛”轰炸机，这种飞机的产量远远低于华盛顿的猜测。空军估计莫斯科已拥有了近百架“野牛”的看法大错特错。
莱格霍恩的想法真是英明之见。几次飞行之后，一架配备有大功率照相机的高空侦察机就消除了苏联在研制重型轰炸机领域领先美国的恐惧。正如詹姆斯·基利安和埃德温·兰德承诺的那样，先进技术使看穿铁幕成为可能。根据这些最新情报，艾森豪威尔总统可以秘密但是自信地削减在某些领域的军备开支，尤其是在美国最新远程轰炸机“B-52”的生产进度上。
事实上，就在一夜之间，凯利·约翰逊那笨拙难看的飞机和吉姆·贝克不同寻常的照相机已使冷战多了一份祥和，也在世界侦察史上开辟了新纪元，这些都是重大成就。离任后回顾U-2侦察机计划史，艾森豪威尔总统说它“提供了对美国至关重要的情报”。
“知道苏联到底有些什么或许与知道苏联到底没有什么同样重要，”前总统写道，“U-2侦察机带来的情报让赫鲁晓夫无法再实行共产主义阴谋——‘国际大勒索’。只有当苏联能够利用自由世界的无知和由此产生的恐惧时，他的阴谋才能得逞。”
但在1956年7月，当艾森豪威尔总统对U-2侦察机拍下的第一批照片惊叹不已时，他已经限制未来的对苏飞行了。7月19日，艾伦·杜勒斯向总统展示了清晰详细得惊人的各种苏联基地的照片，包括列宁格勒的冬宫。对比塞尔来说，这些图像意味着“我们可以拍摄到莫斯科和列宁格勒，但他们却不能动我们一根指头”。然而对于艾森豪威尔总统，这些还是微妙的外交问题。美国无视国际法，故意侵犯苏领空。如果真如所愿，飞机们躲过了侦察，或许可避免问题复杂化。但是根本不会再有这样的良机。
艾森豪威尔总统埋怨杜勒斯说，中情局曾向他保证过“这些（飞行）被察觉的可能性很小很小”，并且直截了当地告诉他已对“U-2计划”失去兴趣。他说，如果莫斯科也在美国进行类似飞行的话，“我们的反应将是天翻地覆般强烈的”。他还担心美国人发现他们的政府如此公然违反国际法会引发负面反应。
艾森豪威尔总统告诫杜勒斯：“我们最好一直等下去，未得到准许前不要贸然行动。”总统说，以后不再批准某段时间内的无限量飞行，相反，每次飞行计划都必须先经他亲自过目审核。比塞尔的秘密空军项目不能逾越其主要目标。事实上，从1956年7月4日哈维·斯托克曼的飞行起到弗朗西斯·格雷·柏华斯1960年5月1日的飞行为止，U-2侦察机侵入苏联腹地达24次之多。
1956年7月，U-2侦察机的充分远航反映了迫切需要更多情报来了解苏联力量，尤其是莫斯科导弹项目的情报。意识到总统失去了兴趣，比塞尔就问兰德能否使U-2侦察机更不易被侦察到。曾在基利安委员会与兰德共事过的哈佛物理学家爱德华·珀塞尔想出了一些躲避雷达的新方法。比塞尔不久就资助了一项在波士顿地区的秘密计划。实际上，那是制造隐形机最早的尝试。珀塞尔提出的偏离和吸收雷达脉冲的技术经证明毫无用处，且毫无可行性。凯利·约翰逊对外行人的指手画脚很不高兴，他把改良版的U-2侦察机叫做“脏鸟”，公开表示他的厌恶。
U-2侦察机所带来的矛盾一直让约翰逊、兰德及其他参与研制的人员左右为难。它带来的情报弥足珍贵，使美国受益匪浅。但用它侵入苏领空的风险也不言自明。为充分利用空中侦察的优势，美国需要飞得更高更快的侦察机。U-2侦察机只是架过渡期飞机。凯利·约翰逊必须研制出更先进的飞机。他已经开始努力了。正如兰德所知，最终答案是——把美国的侦察行动搬到太空去。
