В-25 применялся у нас и как дальний разведчик. Первые три самолета этого типа поступили в 4-й и 40-й дальнеразведывательные полки в ноябре 1942 г. Впоследствии по нескольку машин такого типа имели различные разведывательные полки и эскадрильи ВВС и морской авиации. Помимо этого, «Митчеллы» имелись и в учебных частях, таких как учебный полк Военно-воздушной академии и 1-я высшая офицерская школа ночных экипажей АДД.

Интересна судьба одного из самолетов В-25, попавшего в СССР в апреле 1942 г. не совсем обычным путем. Этот самолет участвовал в знаменитом рейде американских бомбардировщиков В-25 на Токио. Главнокомандующий армейской авиацией США генерал Генри Арнольд назначил командиром группы подполковника Джеймса Дулиттла, одного из самых опытных летчиков-испытателей.

Подполковник Дулиттл для участия в полете отобрал группу добровольцев. Так как японские сторожевые корабли обычно размещались на расстоянии 500 миль от Японских островов, то для обеспечения скрытности операции бомбардировщики В-25В должны были взлететь с авианосца на дальности 550 миль. Все лишнее оборудование с самолетов сняли, а взамен поставили дополнительные топливные баки, чтобы довести дальность полета до 2000 миль. Каждый самолет нес четыре 500-фунтовые бомбы, для экономии веса с них сняли башенные установки 12,7-мм пулеметов. Кроме того, сняли часть радиооборудования, дорогостоящий бомбовый прицел заменили примитивным самодельным устройством. Хвостовая турель была заменена деревянным макетом, который должен был изображать пулеметы.

Планом операции предусматривалось, что головной самолет подполковника Дулиттла сбросит на Токио зажигательные бомбы, чтобы вызвать пожары. Ориентируясь на их пламя, через 3 часа сбросят бомбы еще 12 самолетов, а 3 оставшихся бомбардировщика атакуют Нагою, Кобе и Осаку. После атаки самолеты должны были лететь в Китай и садиться на аэродромы, принадлежащие войскам Чан Кайши. Поскольку ни один из пилотов-добровольцев еще не взлетал на бомбардировщике В-25 с авианосца, 3 февраля 1942 г. состоялись тренировочные полеты двух машин с палубы авианосца. 2 апреля 1942 г. из Сан-Франциско вышел авианосец Hornet с 16 бомбардировщиками В-25В на его летной палубе. Hornet соединился 13 апреля с авианосцем Enterprise, который обеспечивал прикрытие с воздуха, образовав 16-е оперативное соединение. В это соединение, помимо двух авианосцев, входили четыре крейсера, восемь эскадренных миноносцев и два танкера.

Японцы, проанализировав данные радиоперехватов, догадались, что американцы готовят какую-то операцию. Объединенный штаб японского флота приказал авиации ВМФ сконцентрироваться в районе Токио, а также привести в боевую готовность патрульные суда береговой охраны. Рано утром 18 апреля, приблизительно в 650 милях от японского побережья, один из японских сторожевых кораблей заметил американскую эскадру. Хотя американцы его быстро потопили, но, учитывая вероятность передачи сторожевиком по радио сигнала тревоги, командующий 16-м оперативным соединением адмирал У. Халсей срочно пересмотрел первоначальный план, которым предусматривался взлет бомбардировщиков в полдень 19 апреля, и приказал группе взлетать немедленно. Самолет Дулиттла оторвался от палубы первым в 8:20 утра 18 апреля, а последний самолет взлетел в 9:20, после чего группа взяла курс на Токио. Сразу же после взлета последнего самолета авианосное соединение развернулось и полным ходом ушло из этого района, опасаясь атаки японцев.

Налет бомбардировщиков застал японцев врасплох, так как те предполагали, что для взлета бомбардировщиков американские авианосцы должны будут подойти к побережью на расстояние около 200 миль, то есть ожидали атаку позже. Бомбардировщики не были перехвачены истребителями над Японией, и только один из них сбили огнем зенитной артиллерии. Налет причинил японцам небольшие материальные разрушения, поэтому с военной точки зрения он был бесполезен. Однако американская пропаганда утверждала, что этот рейд имел большое моральное значение для поднятия духа американских солдат, а также заставил японцев перестроить структуру авиации ПВО для защиты Токио и других городов Японии от возможных налетов американской авиации. Дулиттл за этот рейд был представлен к медали и произведен сразу в бригадные генералы.

Охваченная эйфорией от рейда Дулиттла американская общественность не знала, что все участвовавшие в рейде бомбардировщики, за исключением одного, были потеряны, так как запасов топлива не хватило, чтобы дотянуть до не занятых японцами районов Китая. Экипажи или покидали самолет, выпрыгнув с парашютом, или совершали аварийную посадку с повреждением машины. Из 75 человек экипажей этих самолетов 5 человек погибли, а 10 были захвачены в плен японцами. Пленные были впоследствии обвинены японскими властями в бомбардировке гражданских объектов, троих из них казнили, а один летчик умер в тюрьме. Часть летчиков, включая Дулиттла, сумела выйти из районов, занятых японцами. Однако рейд стал причиной проведения японцами карательной акции в Китае, в результате которой было уничтожено около 250 тысяч китайцев. Что касается уцелевшего американского бомбардировщика (№ 02242), то он, отбомбившись, свернул с запланированного курса в сторону территории Советского Союза и благополучно приземлился на дальневосточном аэродроме Унаши.

Об этом инциденте с самолетом 23 апреля 1942 г. советское руководство через американского посла адмирала Стэндли официально сообщило президенту США. Дальнейшая судьба самолета и его экипажа сложилась таким образом. В-25В изучался летчиками ВВС Тихоокеанского флота и облетывался ими. Из Унашей, где он сел, его перегнали сначала на аэродром Семеновка, а затем, по приказу, в Москву, в 65-й авиаполк особого назначения.

Американский экипаж самолета – командир майор Эдвард Йорк, второй пилот лейтенант Роберт Эмменс, штурман-бомбардир лейтенант Нормам Херндон, бортинженер сержант Теодор Лабэн и воздушный стрелок сержант Дэвид Пол – сначала перевезли в город Оханск Молотовской (ныне Пермская) области, где они жили несколько месяцев. Затем их перевели в Ташкент, а оттуда в Ашхабад, там они некоторое время обслуживали американские самолеты, поступавшие в СССР по ленд-лизу. Летом 1943 г. американский экипаж переправили в Иран, где в ту пору наряду с советскими частями находились военные контингенты США и Великобритании. Оттуда летчики кружным путем через страны Ближнего Востока, Африки и Латинской Америки вернулись на родину в США. Их, как национальных героев, принимал в Белом доме президент и Верховный главнокомандующий Ф. Рузвельт.

Когда Великая Отечественная война подошла к концу, в строю ВВС находились 497 «Митчеллов». В августе 1945 г. эти машины применялись в боевых действиях против Японии. На Курилах использовались и несколько самолетов, полученных неофициальным путем в 1943–1945 гг. Первые четыре из них сели на аэродроме Елизово под Петропавловском после налета американской авиации на Парамушир 11 сентября 1943 г., все эти машины принадлежали 77-й эскадрилье ВВС армии США. Еще один бомбардировщик добавился через год, 17 сентября 1944 г. Всего на Камчатке приземлились 12 самолетов В-25. Последний из них, B-25J Р. Уолбринка, сильно поврежденный японскими зенитчиками, совершил вынужденную посадку на брюхо 10 июня 1945 г. Несколько самолетов удалось отремонтировать и поставить в строй 128-й смешанной дивизии. На 27 августа там имелось пять В-25, из них четыре – в 903-м бомбардировочном полку. Все они были разных модификаций – С, D, G, и J. Их использовали как учебные, для подготовки к получению американских бомбардировщиков А-20, а также для различных вспомогательных целей.