在南太平洋的“伊号作战”之后，山本五十六决定去视察巴拉尔、布因、肖特兰等前线基地，以此来鼓舞士气。但是让日均万万没想到的是，他们的这封机密电报被美军截获，并且还成功破译，使得美军完全掌握了山本五十六的行动去向。尼米兹认为这是干掉山本五十六的绝佳时机，因为珍珠港事件，尼米兹恨透了山本五十六。
但是干掉山本不仅仅是军事行动，还牵扯到诸多政治因素，因此一向谨慎的尼米兹不敢轻意定夺，上请了罗斯福总统。总统亦感事关重大，因战争期间暗杀对方指挥官是会招来同样的报复。
二次爆发以来，阴谋杀害敌方军政首脑的事件屡有发生，罗斯福、丘吉尔、艾森豪威尔都遭受过敌人暗杀的威胁，当时美国人信奉和尊崇骑士风度，认为暗杀是不人道和懦弱的行为。
于是，总统召集了陆海军有关将领，在餐桌上经过一番争论，总统终于拿定主意：“那么就击落山本座机，干掉我们这位老朋友。”并要求此次行动要让日本人相信是一次偶然遭遇，任务代号定为“复仇者行动”。
尼米兹接到指令后立即把任务交给南太平洋战区司令哈尔西中将，命令他不惜一切代价执行“复仇者行动。”最后命令下达到米歇尔少校指挥的P—38型闪电战斗机中队。
1943年4月18日早6时，一贯守时的山本准时来赴这次死亡之约。他率领舰队参谋长宇恒中将等幕僚分乘两架贝蒂轰炸机由拉包尔起飞，在6架零式战斗机的护航下穿越浩翰无垠的南太平洋上空，这是一个碧空万里无云的好天气，机群向布干维尔岛的布因基地飞去。
7时35分，当山本座机正要在巴拉尔岛中途着陆时，美国航空队的14架P—38闪电战斗机在米歇尔少校的指挥下突然从6000米的高空直扑下来，用机关枪向日机猛烈扫射，日军的6架零式战机被引开。这时兰菲尔中尉率4架战机向日军2架轰炸机扑去，兰菲尔咬住山本座机不放，一直到非常近的距离才进行扫射，山本座机的发动机和右冀被击中着火，接着机体拖着浓烟向下坠落，一头栽进了布干维尔岛的热带丛林中。此时，穆尔中尉也击中了另一架宇恒乘坐的轰炸机。
作为击毙山本的功臣兰菲尔中尉晋升为上尉，并获得最高荣誉国会勋章，但为了不暴露破译日军密码的秘密，兰菲尔被立即送回国，直到战争结束后才公开他的战功。其它人员也要求保守秘密，否则受军法审判。
山本座机被击落的两天后，日军搜索小队发现了他，他坐在机坐垫子上，手握军刀，姿态威严，胸口佩带着勋章。山本在飞机坠毁前就中弹身亡了，保持这样的姿态是这架飞机坠落后唯一的幸存者高田军医摆放的，高田最终因伤势严重又无人救护而亡。
5月21日山本骨灰用“武藏”号超级战列舰运回日本。那天，日本东京广播电台的播音员以低沉、悲痛的语调宣告：“联合舰队司令长官山本五十六大将，今年4月在前线执行战略指挥任务时，与敌军遭遇，在飞机上壮烈牺牲。”
战后，击落山本座机的行动随着1960年开始美军相关机密陆续获准解密，击落山本座机的话题被再次提起。认定由兰菲尔击落的理由是他在战斗结束后上报的战斗报告，这份报告出于保密一直沒有公开，他的战友们对此一无所知。此事经美国国防部公开后，究竟谁击落山本座机出现疑团。
除了兰菲尔回忆之外，更多证据显示出兰菲尔的僚机飞行员瑞克斯•巴伯中尉才是真正击落山本座机的英雄。山本的尸检报告显示，从后方射来的子弹使其致命，与兰菲尔从右攻击的说法有较大出入。
柳谷谦治是为山本护航的零式战机飞行员唯一在世者，也指出了兰菲尔报告的诸多疑点。其中最有力的说法是，在低空的两架P—38在双方机群遭遇后，兰菲尔的飞机向左，迎战零式战机，巴伯的飞机是在右后紧逼山本座机猛烈开火的那一架。如果兰菲尔击落了零式机之后再掉头攻击山本座机时间根本来不及。日本东京航空博物馆在1975年的实地考察也显示了山本座机的两个机翼沒有被击中的痕迹，与兰菲尔的报告不符，符合巴伯从后攻击的说法。
以美国“王牌飞行员协会”为首的众多民间人士和组织对此进行了细致的调查研究，查阅了大量的相关资料，在很多专家的认同下，于1997年3月认定巴伯一人击落了山本座机。
自1991年美国战绩评审委员会正式要求美国海军最后判定到底是谁击毙了山本，至今美国官方没有眀确答复(只是判定功劳二人各50%)。
在谈起击落山本一事，巴伯平静的说“沒有兰菲尔左转攻击前来救援的零式，也不可能击落山本，而第339战斗机中队中队长约翰•米歇尔精心策划了并指挥这次战斗，他才是最大的功臣。”
巴伯在中国参战空战跳伞被救
1944年巴伯加入了陈纳德组建的援华“志愿航空队”(飞虎队)，几乎每天都升空作战，在豫湘桂战役中的一次空战，他为解救战友，机身被击中燃烧，被迫跳伞降落到湖南省岳阳市境内身负重伤，被两个中国小男孩所救，荣志洲(12岁)、邵晃生(15岁)。当时日军一小队鬼子到降落地捜捕巴伯，但被他俩巧妙的藏好，又找来我军便衣队用担架将巴伯抬走，后巴伯的伤经中医治疗后好转，经桂林回国。
巴伯回国后一直念念不忘救命恩人，但因种种原因未能找到恩人。1997年巴伯对美国媒体发布了寻亲公告。先后在纽约的《桥报》及《世界晚报》，中国的《参考消息》《湖南日报》《岳阳睌报》发布了寻亲公告，标题是《救命恩人你在哪里》，并委托美藉华人叶晨晖在中国寻找他的恩人。在经历千辛万苦终于找到到了岳阳市荣家湾的农民荣志洲(邵晃生已故)。
巴伯得知救命恩人还健在时当即热泪盈眶，并给荣志洲去信打电话诉说感谢之情。巴伯因年事已高又患病不能前去中国，所以计划在1999年4月邀请荣志洲访美，派其儿子克那斯马来中国接荣志洲。然而，在巴伯与他一家人期盼着与荣志州会面时，从中国传来噩耗，1999年3月28日荣志洲在一次车祸中造成脑血管破裂身亡。巴伯闻此噩耗万分悲痛、老泪纵横，他委托叶晨晖向荣志洲的家属转达他的深切悼念，两年后巴伯也离开了人世，终年91岁。
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