在卡爾森發動此次突襲一週前，日軍駐馬金環礁最高指揮官金光軍士長也沒有閒著。在接到日本最高指揮部的戰鬥警報後，他一直在準備防禦工事，包括機槍掩體和狙擊哨，他還不時地組織日軍馬金環礁守衛部隊進行操練。
因此，當卡爾森的突擊隊員於8月17日悄悄登陸，推進速度相當快的卡爾森突擊營的先遣部隊成功地到達了布塔裡塔裡島的另一側，順著島一直向該島的西南部推進，在礁湖西南部的一個碼頭上有日軍一座廣播站，他們準備摧毀它。
然而，敵軍的抵抗很快就變得更猛烈了，日軍騎著自行車，坐著卡車，不斷地趕來增援，狙擊手們也藏在椰子樹上面向美軍放冷槍。
於是卡爾森向潛艇發出了炮火支援的請求，對日軍陣地狂轟亂炸。日軍也不甘被動挨打，於是出動了飛機對登陸美軍進行了數次空襲。
在第二次空襲中，日軍飛機轟炸了布塔裡塔裡島，並用機槍掃射了美軍，這主要是為了掩護日軍兩艘運送增援部隊的快艇在礁湖靠岸。雖然最後美軍還是摧毀了這兩艘大型快艇，但還是有35名日軍成功的上岸。
但是，美軍有一支錯誤地在大部隊西南部約一英里處登陸的11名突擊隊員竟然發現他們正好處在這批日軍的背後。他們一鼓作氣，消滅了這批日軍，並摧毀了日軍的廣播站，燒燬了敵方的建造物以及大量裝備。
之後卡爾森和他的突擊隊員們開始地撤退到了最初的登陸位置，準備返回潛艇。
但是由於當天風力很大，在返回潛艇途中，許多橡皮艇都翻了，許多陸戰隊員又被衝回到了海灘上。只不到100名美突擊隊員成功地在當晚回到了潛艇上，這樣就有一半的美突擊隊員被落在岸上了。
第二天早上，卡爾森突擊營的副營長，羅斯福總統的兒子，詹姆斯羅斯福少校又率領了4艘橡皮艇載著突擊隊員們穿過重重波浪回到了仍在海上等著他們的兩艘潛艇上。
隨後，“鸚鵡螺”號潛艇又派出了一艘橡皮艇準備用繩子將剩下的橡皮艇拉回到潛艇上。但是被日軍派出的飛機發現，並用機槍進行了掃射，潛艇被迫下沉，放棄了再次登陸的企圖。
直到18日黃昏，再次登陸才成功，但令人吃驚的是，除了死去的日軍，其它日軍都消失了。落在後面的這批突擊隊員們在剩下的時間裡到處搜尋金光軍士長的指揮所，蒐集情報，並對日軍的設施進行進一步的破壞。
然後乘著夜色，這批突擊隊員們乘坐4艘橡皮艇趕在午夜前回到了潛艇。8月25日和26日，“鸚鵡螺”號潛艇和“舡魚”號潛艇先後順利地返回了珍珠港。
突襲馬金環礁成功的消息隨即傳到了美國國內，對非常喜歡聽到好消息的美國公眾來說，突襲馬金環礁之戰被宣稱為美國海軍和陸戰隊的一個非常輝煌的成就。
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