仅在12分钟的时间里，他们就完成了每一次任务策划简报中的第1阶段飞行，佩恩准备好进行下降前的检查，并在离开北越时将读数告知奥马利。穿过红河，奥马利弹开气道导叶片开关，而佩恩呼入检查清单中的物件。"LN-2数量"----"检查完毕"、"进气道控制"----"自动并且已经关闭"。
奥马利把油门向后收回，关掉加力，并且让喷油温度的读数值为720°C，空速使得飞机降低至350节的相对速度，然后向泰国开始漫长缓慢地下降过程，仔细地监视着油箱的压力，以避免飞机在进入空气稠密的高度时对油箱造成挤压损伤。经过了100英里的下降飞行后，他们来到了70000英尺高度处，现在的飞行速度是2.5马赫，奥马利再把发动机转速降至6000转/分钟，以此加快他们下降的速率。
空对空战术导航系统的距离测量设备(DME)、以及ARC-50的距离测量设备的读数迅速地"减少"，缩短976号机和可靠的加油机之间的距离，他们于柯叻基地上空盘旋，准备把油料加注给他们"又高又热"的受油机，在1.7马赫速度以下，奥马利打开了前部的油料汲取器、空速管加热和外部防撞信标灯开关。至42000英尺高度处，飞机速度降低至1.3马赫，他检查了进气道控制并在调整了发动机推力之后把进气道导叶片开关置于通常状态。之后，他关掉前面的油料汲取器，准备进行空中加油。
KC-135Q给874号机加油 via http://en.wikipedia.org/
克拉文.吉本斯(Craven Gibbons)少校驾驶着前面的那架加油机，他精确地在976号机降至25000英尺高度时开始转向，他们位于后方几英里处，就在2架KC-135Q下方1000英尺的地方。慢慢朝右偏转，而且在加油前的观察位置下方几百英尺处，奥马利注意到加油杆已经放下，并上下摆动着，指出他已经准备好进行无线电静默的对接了。他平缓地滑至加油杆的后方，并稳定在对接前的位置上，然后再向前。
插进去之后，KC-135和SR-71之间安全的联络也建立起来，当油料以6000磅/分钟的速度注入这架饥渴的受油机的同时，"波布蛇"机组门也收到了酣畅淋漓的祝贺。奥马利从第一架加油机上汲取了40000磅油料后转向第二架加油机----第三架作为备用机在旁边飞行，以便当任务机发生无法给油的故障时能够上去顶替。
每一次空中加油过后，奥马利都向加油机组们致谢，在规定的时间和地点上，976号机离开了加油机队，又一次向北飞去。飞行员按照例行常规再度爬升且加速至特定的高度，进入第二次也是最后一次拍照飞行任务的航线。这次飞行将从北越和南越之间的军事分界区上空飞过，主要的任务是寻找卡车停车场，这些卡车被用于沿胡志明小道运输补给和兵员，以及把溪山基地轰成渣的火炮所使用的弹药。
这次飞行的主要传感设备为侧视雷达，它可以到浓密的丛林上空使用。然而，因为这个系统在预先测试时就失效了，所以它的适用性还是个问号。可是，佩恩总结道，如果他通过手动设置并且拍下几张照片去试着找出一些东西，那什么损失都不会造成。很快，这架飞机离开了"敏感"地区，机组们向冲绳返航。
至少有一架驻扎在嘉手纳的SR-71安装了一台后视相机，用于在北越上空飞行时观察地对空导弹的发射。注意在3马赫速度飞行时退至最后位置的进气锥，使得飞机可以于85000英尺高度飞行时最大限度地吸入空气。
任务进展到这个地步，他们有理由感到自豪，奥马利开始减速并朝嘉手纳方向下降，期待"可能的"第一次任务成功庆祝会在到访军官的住所里展开。与嘉手纳的进场航管联系时，让他们沮丧的是整个基地都被笼罩在大雾中，飞行员先是联系了塔台，然后是查理.明特上校，后者允许他们试着在低能见度的环境中通过目视降落。
在地面管制进场(GCA)雷达的帮助下，奥马利谨慎地把飞机降到大雾里，后来机组们报告说飞机离停机坪的加油机尾部仅30英尺。尽管这次进场不错，可奥马利从未看见过跑道，他把油门向前推，重新回到上空去寻找更多的尝试机会。油料不多了，他呼叫在旁边等待的加油机，这架加油机早些时候已经升空，以防嘉手纳的天气变坏后没有后援。对接后，他加注了25000磅油料，佩恩复制了2位数的编码数字来告诉他们将要降落的机场----台湾岛台中市的公馆机场。
另外两架KC-135伴随976号机向国民党的领空飞去，这架SR-71使用了一架加油机的无线电呼号，作为这支三机编队里的2号机。使用这样的欺骗手段目的是为了引开国际水域内信号情报的中国大陆监视者。就在他们跟随加油机"低空缓慢"飞行的时候，目标机场上非定向信标返回了一个意料之外的摩尔斯识别信号----CCK，然而，加油机机组很快就解决了这个问题，他们发现公馆机场近期被重新命名为清泉岗(Ching Chuan Kang)！
台湾清泉岗基地 via http://en.wikipedia.org/
奥马利询问清泉岗塔台请求降落，而且将笔直的目视进场速度设定为175节，然后平缓地触地。滑出跑道并停在前面的加油机后方之后，他把976号机夹在2架加油机中间滑行。这样不寻常的一幕给塔台造成了极大的困惑，尤其是在管制员询问"两架加油机之间的那架黑色小飞机的无线电呼号"时。佩恩和塔台的人员交流，而奥马利把无线电频道调至刚在清泉岗开通的战略空军司令部指挥所，他要求把这架飞机送进机库(为了安全原因)。
因为清泉岗是太平洋空军司令部(PACAF)与国民党空军联合使用的机场，大多数的机库里都停放着C-130大力神运输机。为了保证SR-71的安全，一架在千斤顶上的C-130不得不迅速地放下起落架，并且退出机库。这一切花了30分钟时间来完成，让SR-71开着发动机在围墙附近暴露于公众的视野下。大约至少有500名台湾人聚集在300英尺长的围墙段边，前后15英尺宽，所有的人都着迷地看着这架未来主义派的飞机停在机场上，几乎伸手就可以触摸到。
976号机安全滑入机库后，周围迅速拉起了一道安全警戒线，第一道命令就是把胶卷卸下来，并将其交给各个处理设施，以便让"货物"可以尽快地交付给情报部门。第二件事情就是让飞机和机组返回嘉手纳，为了达到这一点，接机的机组于第二天乘坐一架KC-135离开冲绳。
到了那时，原始情报数据被寄发给日本横田基地的67RTS侦察技术中队来进行处理----1971年3月29日前，该单位一直都负责所有的SR-71数据处理，之后由希卡姆基地的548RTG大队接手。侧视雷达图像被送至比尔基地，由9RTS中队负责处理，然后送至华盛顿，由国家机关级别的人员来分析。
同时，回到台湾，奥马利和佩恩在清泉岗住了一夜，而后者将其描述为"最好的补救"，除了"登月服"以外连睡衣都没有，他们借来了错误缝制的飞行"睡袋"，又穿着白色的"月球鞋"去吃晚饭。然而，事情在第二天有了好转，他们最足智多谋的作战指挥官'Beep-Beep'哈纶.海恩中校和他的接机队抵达了，他给两人带来了全套平民的服装，并且给他们在基地附近一流的酒店里订了房间。到清泉岗住了两个晚上后，976号机已经准备好引渡回嘉手纳了，这次没有加油的转场飞行是平安无事的，但他们的朋友和同僚们在小溪机库里的欢迎仪式则是绝赞的。
为了简化地面上的操作过程，SR-71在比尔和分遣队驻扎的机库都是前后贯通可以直接进出的，准备再次前往北越执行任务，这架匿名的SR-71正从嘉手纳OL-8分遣队的一个机库里滑出，湿漉漉的天气在冲绳并不少见。
任务后的情报分析结果也是相当的惊艳，佩恩手动设置的侧视雷达确实工作了，它拍下了溪山周围重炮阵地的位置，还有一个用来支援这些火炮阵地的巨大的卡车停车场，这两个地方都躲过了当时其它侦察机的探测。接下来的几天，美军对这两个目标展开了空袭，显著地降低了其作战效能。
经过了77天的围困后，溪山终于在1968年4月7日得到了解围(976号机的"发现"飞行过后2周)。作为他们这次高度成功的任务所做出的贡献，杰罗梅.奥马利少校和爱德华.佩恩上尉均被授予了优异飞行十字勋章。在这第一次任务里，这种飞机证明了它的价值，接下来的近20年时间，它将继续按照这样类似的模式飞行。