27 апреля 1960 года Пауэрс вместе с командиром подразделения «10‑10» американским полковником Шелтоном и группой технического персонала, предназначенной для подготовки самолета «У‑2» к полету, были доставлены на транспортном самолете военно-воздушных сил Соединенных Штатов Америки с базы Инджирлик на аэродром Пешавар в Пакистане.
На этот же аэродром 30 апреля 1960 года из Турции другой летчик перегнал самолет «У‑2», на котором Пауэрс должен был осуществить вторжение в воздушное пространство Союза ССР.
В ночь на 1 мая 1960 года полковник Шелтон дал Пауэрсу задание пролететь над территорией Советского Союза на высоте 20 000 метров по маршруту: Пешавар, Аральское море, Свердловск, Киров, Архангельск, Мурманск и приземлиться в Норвегии на аэродроме Будё, с которым Пауэрс был ознакомлен еще в 1958 году.
Пролетая над советской землей, Пауэрс, по заданию Шелтона, должен был в определенных пунктах включать специальную аппаратуру для аэрофотосъемки и фиксации работы радиолокационных станций противовоздушной обороны Союза ССР. Особое внимание Пауэрс должен был обратить на два пункта, в одном из которых американская разведка предполагала наличие стартовых площадок для запуска ракет, а в другом — место размещения особо важного оборонного объекта.
Приобщенными к делу вещественными доказательствами и показаниями подсудимого установлено, что Пауэрс выполнил порученные ему преступные задания.
Поднявшись с аэродрома Пешавар в Пакистане, Пауэрс пролетел над территорией Афганистана и более 2000 километров над Советским Союзом по заданному ему маршруту. Кроме показаний Пауэрса, это подтверждается обнаруженной в обломках самолета «У‑2» и представленной суду американской полетной картой с нанесенным на ней маршрутом, проложенным штурманом подразделения «10‑10» майором Дулак, а также записями и пометками Пауэрса, который нанес на маршрутную карту ряд важных оборонных объектов Союза ССР, наблюдавшихся им с самолета.
На всем протяжении полета, вплоть до того момента, когда самолет был сбит, Пауэрс включал специальную разведывательную аппаратуру, производил фотографирование важных оборонных объектов и запись сигналов радиолокационных установок средств противовоздушной обороны страны.
В результате проявления сохранившейся аэрофотопленки установлено, что подсудимый Пауэрс с самолета «У‑2» сфотографировал промышленные и военные объекты Союза ССР — заводы, склады, нефтехранилища, пути сообщения, железнодорожные мосты и станции, линии электропередач, аэродромы, места расквартирования войск и военную технику.
Находящиеся в распоряжении Военной коллегии Верховного Суда СССР многочисленные фотографические снимки территории Советского Союза, произведенные подсудимым Пауэрсом с высоты 20 000 метров, дают возможность определить характер промышленных предприятий, конструкцию железнодорожных мостов, число и типы самолетов на аэродромах, особенности и назначение военной техники.
Пауэрс записал на магнитофонную пленку импульсы некоторых радиолокационных станций Союза ССР с целью обнаружения системы противовоздушной обороны страны.
По заключению экспертов, сведения, собранные подсудимым Пауэрсом во время полета 1 мая 1960 года в советском воздушном пространстве, составляют государственную и военную тайну Советского Союза, специально охраняемую законом.
Пауэрс показал в судебном заседании, что самолет «У‑2» был оборудован взрывными установками, предназначенными для уничтожения самолета в случае вынужденной посадки на советской территории, и что перед полетом 1 мая 1960 года полковник Шелтон внушал ему мысль о необходимости покончить жизнь самоубийством, если он окажется в руках советских властей и будет подвергнут пыткам. Именно с этой целью полковник Шелтон вручил ему специальную булавку с ядом.
Кроме булавки с ядом у Пауэрса при задержании изъяты: бесшумный пистолет с патронами, финский нож, рыболовные снасти, надувная резиновая лодка, топографические карты Советского Союза, средства для разжигания костров, сигнализационные шашки, электрический фонарь, компасы, пила, пищевые концентраты, медикаменты, советские деньги в сумме 7500 рублей и ценности — золотые монеты, кольца, наручные часы, которые, как показал Пауэрс, предназначались для подкупа советских людей в случае вынужденной посадки самолета «У‑2» на территории Союза ССР.
В судебном заседании Военной коллегией Верховного Суда исследованы и другие доказательства, подтверждающие, что советским ракетным подразделением 1 мая 1960 года был сбит самолет, принадлежавший военно-воздушным силам Соединенных Штатов Америки.