Постоянным воздушным наблюдением после налета было установлено, что в результате налета 23 июня на электростанцию Супхун военная промышленность по обе стороны реки Ялуцзян была сильно подорвана. Аэрофотоснимки, сделанные днем и ночью с больших высот, и сообщения летчиков, возвращавшихся из боевых полетов, выявили интенсивную деятельность на электростанции Супхун. Противник пытался вновь пустить в ход по крайней мере один из крупных генераторов.
14 июля воздушная разведка вскрыла, что восемь линий электропередач были восстановлены. Фотоснимки, сделанные 21 августа, показали, что через один выходной канал у северного конца трансформаторной площадки начала течь вода. Противник проводил испытания, желая узнать, может ли вырабатываться хоть небольшое количество электрической энергии, в которой он испытывал острую нужду. 30–31 августа несколько больших трансформаторов, примыкавших к зданию электростанции, была перемещена на склоны холма вблизи здания электростанции и укрыты раздельно в капонирах. На крыше машинного здания развернулись ремонтные работы. Площадка с переключателями и подстанцией была очищена от обломков. Наблюдалось необычное автогрузовое движение. Для обороны объекта было сосредоточено большое количество крупнокалиберных зенитных орудий. Все это указывало на то, что противник считал восстановление электростанции Супхун одной из первоочередных задач.
Хотя эта электростанция в случае ее ввода в действие далеко не достигала бы полной своей мощности, эксперты по целям рекомендовали нанести второй массированный удар, с тем чтобы избежать необходимости осуществления дополнительных и опасных завершающих налетов в условиях значительно усиленной противовоздушной обороны. Они также считали, что некоторое тяжелое машинное оборудование, выведенное из строя во время налета 23 июня, могло быть спасено и вывезено русскими и китайскими техниками.
Выполнение второго крупного налета на электростанцию Супхун было возложено на бомбардировщики В-29 «Суперфортрес» Бомбардировочного командования ВВС США Дальневосточной зоны, базировавшиеся в Японии и на Окинаве. Бомбардировщики «Суперфортрес» могли сбросить большой груз бомб на небольшую площадь, они могли также доставить большое количество 900-килограммовых фугасных бомб, способных пробить железобетонную крышу машинного здания. Большая плотность зенитной артиллерии обусловила необходимость произвести налет ночью с большой высоты. Более того, можно было ожидать, что при втором налете массы северокорейских реактивных истребителей, базирующихся в Маньчжурии на аэродромах Аньдуна, будут привлечены к обороне этого жизненно важного объекта.
Второй налет состоялся в ночь на 12 сентября 1952 года. 31 бомбардировщик В-29 «Суперфортрес» из состава 307-го бомбардировочного крыла, 19-й бомбардировочной группы и 98-го бомбардировочного крыла проходили над целью в течение 2 час. 40 мин. Первыми над целью появились бомбардировщики 307 крыла, нагруженные 230-килограммовыми фугасными бомбами, вслед за ними прошли самолеты 19-й группы, также сбросившие 230-килограммовые бомбы. После того как последняя группа бомбардировщиков 98-го бомбардировочного крыла сбросила свои 900-килограммовые бронебойные бомбы, в небо поднялись облака дыма и снопы огня.
Ночные бомбардировщики В-26 патрулировали над районом дели в течение всей бомбардировки, действуя по прожекторам и позициям зенитной артиллерии с целью прикрыть бомбардировщики В-29 от зенитного огня. Но даже в этих условиях огонь зенитной артиллерии был от умеренного до сильного, так как позиции зенитной артиллерии и батареи прожекторов на маньчжурской стороне реки Ялуцзян не могли быть атакованы. Несколько ночных истребителей противника, включая реактивные, прошли под бомбардировщиками «Суперфортрес», не открывая огня, а один самолет неопознанного типа сбрасывал желто-белые парашютные осветительные бомбы перед боевыми порядками бомбардировщиков В-29.
Бомбардировщики В-29 подходили к цели с востоко-юго-востока боевым курсом около 253°. Этот курс был выбран из соображений, что при нем бомбардировщики В-29 до сбрасывания бомб наименьшее время находились в сфере прожекторов и огня зенитной артиллерии с маньчжурского берега. При выходе на цель этим курсом достигалась также наибольшая возможная внезапность, поскольку противник до последних минут полета не мог знать, является ли целью налета электростанция Супхун или аэродром и промышленные объекты в соседнем городе Синыйчжу, который был объектом частых ночных налетов средних бомбардировщиков. Недостатком этого курса являлась необходимость выполнения резкого разворота немедленно после сбрасывания бомб. В случае опоздания в выполнении этого разворота бомбардировщики «Суперфортрес» оказались бы над хорошо защищенной и к тому же запрещенной для полетов самолетов Объединенных Наций территорией Маньчжурии.