滚雷行动的在北越上空

美国人使用了“渐进策略”：先轰炸一些小目标，让北越知道自己的战略要地受到了威胁。这样的话，这个行动的威慑效果就会超过轰炸本身的效果。“滚雷行动”从一开始就只有华盛顿有权决定目标，任务时间，出动战机的数量和种类，携带的弹药种类与数量，有些时候甚至包括了机组的航向。
美国战机严禁进入距离河内30海里的范围，也不能进入海防周边10海里的距离内。距离中国国境30英里之内也是禁飞区。美国空军史学家Earl Tilford说：被挑选的任务目标与实际效果之间有很大差距，因为执行任务的飞机组之间协调不佳，并且轰炸目标也是随意挑选的，有时挑选甚至不合乎逻辑。如果根据任何合理的目标挑选方法，北越的机场都应该是优先进行轰炸的对象，然而华盛顿拒绝的理由是担心误炸苏联或者是中国的顾问而越了雷池。
尽管有些限制在后来被放宽或被解除，但约翰逊（在麦克纳马拉的支持下）仍然拒绝扩大战役的规模，这就激怒了美军高阶指挥官和国会中的一些右翼分子，甚至还有一些总统领导班子之内的人。 这个战役的几个主要目标之一便是封锁海防和其他港口，北越就无法通过海运得到援助。但是约翰逊总统认为这种行动是高度挑衅而拒绝采取，直到1972年，这样的任务才受到批准。在选择轰炸目标时，约翰逊也很少与军队高层进行磋商。甚至参谋首长联席会议主席Earl G. Wheeler将军也缺席了1965年许多重要的讨论，在这之后他也只是偶然地出席。
”滚雷行动“出动的飞机大多数都从泰国的四个空军基地起飞，它们分别位于那空叻差席玛，塔克里，乌隆他尼和乌汶。这些飞机在飞往位于北越的目标之前会在老挝上空进行空中加油。在轰炸完成（通常是俯冲轰炸）之后，这些飞机会直接飞回泰国，或者从北部东京湾上空较安全的空域脱离。美国为了减少空军与海军之间空中作业的冲突，很快决定将北越分为六个“路线区”（Route Package），每一个路线区仅由空军或海军负责攻击。
海军的战机从第77特遣队位于洋基站（Yankee Station）海域的航空母舰上起飞，海军的飞机（比空军飞机航程短，载弹量也较小）自海面去攻击海岸上的目标。
4月3日，参谋首长联席会说服了麦克纳马拉和约翰逊发起一次对北越交通线路为时四周的攻击，这会使北越无法得到从中国和苏联经由陆路运来的援助。北越收到的援助中有三分之一来自中国，其余三分之二通过海运方式到达海防。这是这场战役中第一次对具有军事而非象征意义的目标的攻击。在这四周的时间里，一共有26座桥和7艘渡河口被摧毁。其他目标包括了北越的雷达系统，兵营和弹药库。
但是北越南部仍然是要轰炸目标，攻击任务的战机架次从4月的3600架次上升到了5月的4000架次。除了对付固定目标以外，“火力侦察”形态任务也已被批准，这是由小规模的机群在公路，铁道和河流上空巡逻，寻找适合攻击的对象。在1965年底，执行“火力侦察”任务的架次从两次上升到了200次。美军75%的战果都是在火力侦察时获得的，这在某种程度上是因为申请攻击固定目标的手续太繁琐且旷日费时。 如果说“滚雷行动”是要给北越政府“发送信号”，迫使它停止对南越的颠覆活动的话，那么这个目标没有达到。 4月8日，北越总理范文同就美国要求和谈一事回应说，他们的几个要求必须得到满足：美国停止轰炸并将其部队撤出南越；西贡政府需要满足越南南方民族解放阵线的要求；并且越南的统一问题应由越南人自己解决。这些要求得不到满足的话北越是不会进行和谈的。 具有预兆性质的是，4月3日美国的飞机遭到了苏制米格-15的攻击，这是北越空军的首次亮相。
1965 年3月8日，3500名美国海军陆战队从岘港登陆，他们对外说自己的任务是防守南越的美国空军基地。地面部队的任务逐渐包括了战斗，而在那时，空中轰炸已成为次要任务，首要任务是地面部队在南越的部署与战斗。 在4月第三周以前，滚雷行动任务的优先度至少与支援靠近南部的任务相同，在此之后，不少与对地支援冲突的轰炸任务不是被减少架次就是遭到取消。
至1965 年12月24日为止，美国已损失了170架飞机（其中85架为空军战机，94架为海军战机，一架为海军陆战队战机）。南越空军也损失了8架飞机。 空军出动了25971架次的飞机，扔下了32063吨炸弹，海军出动了28168架次的飞机，扔下了11144吨炸弹。南越空军执行了682次任务，投弹数量未知。
1966年4月5日，美国通过侦察发现北越正在建造防空导弹阵地。空军和海军联合向华盛顿请求进攻，但是它们被拒绝了，因为大多数导弹阵地都位于禁飞的市区附近。 正因为如此，7月24号一枚SA-2地空导弹击落了一架F-105也就不足为奇了。 3天之后，对两个具威胁性导弹阵地的一次性攻击被批准。但是美国人落入了一个精心设置的陷阱中，这两个导弹阵地都是伪装的，而在它们的周围却有密集的防空火力。一个美国飞行员后来说这次行动看起来就像世界末日。在此次行动中有六架飞机被击落，（两名飞行员死亡，一名失踪，两名被俘虏，还有一名被救回）。
1966年6月29日，对北越原油，燃油以及润滑油（POL）储藏地点的攻击被约翰逊批准。美国军方从战役一开始就想发起这样一次进攻，他们相信减少北越的POL将会使它的军事实力大大减少，因此对南越的颠覆活动也会停止。这些进攻在一开始效果很明显，他们摧毁了河内和海防的油库，中央情报局估计北越70%的油料工厂都已被摧毁，而美国的损失只是43架飞机而已。 但是后来证明美军的成功只给北越造成了短期的困难，因为河内将它拥有的大多数POL都分散到了位于全国各地的50加仑油桶内。就在美国智囊承认“还没有任何证据证明北越正在遭受POL的短缺”之后，对POL的攻击在9月4日停止了。