1944年，美国对日本本土展开大轰炸。美国空军的B-29“超级空中堡垒”重型轰炸机不分昼夜地出入日本列岛进行肆意轰炸。奈何日本当时生产不出能远渡重洋的远程战略轰炸机，由于美国海军拥有制海权和制空权，日本的航空母舰编队根无法靠近美国的西海岸。受技术和国力所限，日本完全没有能够对美国本土进行报复的手段。
日本陆军对唯一能攻击美国本土的武器“气球炸弹”抱有很大期望。利用这种气球炸弹，日军在太平洋战争末期，1944年11月至1945年4月初，进行了异想天开的“富”号作战。所谓“富”号作战，就是施放用魔芋糊与和纸制成的巨大气球，气球下面吊着小型炸弹和燃烧弹，以此攻击美国本土。目的不在杀伤，主要是通过气球炸弹在美国各地突然降落爆炸，来造成美国民众在精神上的不安，起到内部扰乱的作用。日本本土成立了专门的气球部队（陆军气球队），任务是用气球搭载炸弹和燃烧弹攻击美国本土。
这种气球炸弹在技术上的起源是在太平洋战争爆发之前，日本陆军在中国东北研究对苏散发传单的气球时受到的启发。其设计是让气球升到大气圈后，气球顺着上层气流飞到美国本土。从日本的晚秋到冬季，在上空8000~12000米的高度吹着强烈的西风。偏西风以200~300千米的时速横穿过太平洋，吹向美国。利用这种由西向东吹的风，使气球在太平洋上空保持在9000~10000米的高度飘向美国本土。
用气球炸弹进行的特殊作战——“富”号作战，并非突发奇想，而是酝酿已久。1942年4月18日发生杜立特空袭后，日军开始认真研究攻击美国本土的方法。气球炸弹被认为可以作为报复手段之一。1943年2月，日本陆军的气球实验在鸟取县米子市取得成功，用于实验的气球飘到了1000公里外的太平洋上。
1944年9月25日，千叶市作草部的气球联队(联队长井上茂）动员完毕，同时进入总参谋长梅津美治郎隶下，气球练习部长肥田木安负责就作战总体直接辅佐井上。9月30日，梅津对井上下达了攻击准备命令。命令中虽未明示，不过攻击的目的是用气球炸弹来扰乱美国内部。
由千叶市作草部的气球联队改编而成的部队，就是专门担任用气球炸弹攻击美国本土任务的攻击部队。所属部队分别部署在茨城县大津、千叶县一宫、福岛县勿来、宫城县岩沼、青森县古间木等地。在千叶县一宫、茨城县大津、福岛县勿来这三处基地构筑了42个放球阵地。计划是一个放球台一天施放10个气球，总计一天施放420个。假定一个月有20天气象条件良好，可施放8400个。从冬季的11月到3月，5个月可施放40000个。
考虑到制作气球炸弹用的和纸和魔芋糊的资材确保、制作球皮的工程，以上数字完全不切实际。不过，已经在1944年7月辞职的总理大臣兼陆军大臣兼总参谋长东条英机，所要求的数字大大超过以上数字。当年2月，东条召集陆军次官富永恭次、参谋次长秦彦三郎，以确认用气球炸弹攻击美国本土作战的可能性。当得知存在成功的可能性后，东条认为如果能用气球炸弹连续攻击美国本土，就可以大大提高国民士气，因此命令尽快进行，但提出的要求是施放10万个气球炸弹，让人目瞪口呆。明知荒谬，大本营陆军部、陆军省兵器局、整备局还是计算了一个气球炸弹所需的资材量、生产和整备的总量。
结果是别说东条提出的10万个的目标，连5万个都办不到。预测制作3万个、甚至2万个都很困难。后来陆军省整备局长吉积正雄向富永恭次报告：“即使从全国搜集和纸、全面筹措构树（制作和纸的原料），由于来自东南亚的补给路线被切断，魔芋的输入非常困难。就算从国民那里征收全部食用的魔芋，并且循环使用气球炸弹的球皮，15000千个就是极限了。”
根据负责秘密开发气球炸弹的第九陆军技术研究所(位于东京郊外的登户)的计算，制造一个直径10米的纸气球，需要约90公斤的魔芋糊。如果要制作东条所期望的10万个气球，那就需要约9000吨魔芋糊。然而日本内地魔芋糊的生产总量不过6000吨，而且其中的75%是用于食用的。
军方下达了命令：“尽一切可能确保魔芋。”于是立即开始了资材的筹措。当时日本内地的粮食供给不断恶化，一切能吃的东西都会被吃掉。即使是没有多少营养价值的魔芋也被作为粮食储存起来。不久，在国民没有察觉的情况下，魔芋从市面上消失了。粮食和日用必需品都陷入短缺，所以几乎没有人想到魔芋的消失有什么奇怪的。
制作气球炸弹的球皮必须使用和纸，作为制作和纸原料的构树就成了核心原料。然而，构树的确保比和纸的确保更加困难。和纸必须手工抄制，非常耗费工夫，因此，和纸被大量生产的洋纸排挤，需求量也少，相关制造业者不多。各地制品的性质和强度也不同，一张纸的尺寸就有30多种。要统一尺寸规格就必须统一设备或器具，但时间上已经来不及了。日本内地熟练的抄纸工人的数量更少。制作一个气球炸弹至少需要4000张和纸，而专业的抄纸工人一天只能抄300张。
为了制造气球炸弹，东京都内的日本剧场、宝塚剧场、有乐座、国际剧场等娱乐、文体设施，变成了制造气球炸弹的秘密工厂。为了保守机密，还派去了宪兵进行监视。军队接管了大型剧场，观众席和舞台上都铺上了木板，变成像室内体育馆一样，女学生或女子挺身队员在里面作业。在作业之前，宪兵对她们训示道：“你们从事的气球炸弹的作业，是军事上的重大机密，绝对不要泄密。对家人、邻居或者被动员到其他工厂的人们也要保密。如果被发现有泄密行为，不管是泄密的人，还是听到的人，都会被宪兵逮捕。严重的会被处以死刑。”每天早晨，宪兵都会不厌其烦地进行训示。与其说是训示，不如说是威胁。
关于和纸的制造，从采伐原木开始，要经过搬运、剥皮、干燥、裁剪、煮沸、抄纸等工序。关于魔芋糊的制作，则要经过魔芋球的收获、搬运、储藏、从粉末制成糨糊等工序。和纸还要用魔芋糊一层一层地粘好，制成坚韧的气球用原纸，然后把原纸粘贴起来制成一个球体。之后还要秘密运输、进行气球泄漏率实验，在这个过程中严格检查合格与不合格的产品。另外在抄纸阶段也会出现很多不合格纸张。确认合格的气球会被漆成蓝色，折叠收入木箱中。总之，制造气球炸弹的整个过程，需要大量人力、物力，军队所定下的目标即最低生产数15000个，根本无法完成。
1944年10月25日，总参谋长梅津对气球联队长井上下达了实施攻击的命令。
命令中将11月1日定为攻击开始的日子，不过后来改为11月3日明治节那天。
接到命令后，茨城县大津基地的第一大队、千叶县一宫基地的第二大队、福岛县勿来基地的第三大队开始了攻击准备。
气球炸弹归根到底是一种危险的武器，充填的氢气如果被点着，就可能导致炸弹爆炸。如果操作失误也可能发生事故。纸气球虽然看起来“优雅”，却是前所未见的武器，氢气加上悬挂的炸弹、燃烧弹，这种武器的危险度极高。而且因为是新武器，攻击实施部队的官兵操作也不太熟练。
为了避免在放球前后发生事故，井上通过各大队长命令各中队长、小队长进行试射攻击，指示不要急躁，集中注意力，但还是接连发生了重大事故。
在大津基地北方约40公里，坐落于福岛县勿来关山麓处的勿来基地，第三大队各小队忙活到10月31日半夜，大体完成了攻击准备。正当各小队在睡梦中时，11月1日3时30分，基地一角突然发生了可怕的事情。
11月1日3时，第二中队第一小队长青井彻见命令伍长藤岛惠治等14人起床，在卫兵所的神龛下面列队，以求神佛保佑。青井在列队的士官、士兵面前命令道：“后天拂晓，我部队将开始一齐攻击。现在开始在器材准备库内，将炸弹、燃烧弹装上投掷装置，进行最后的检查。在此之前祈祷攻击成功，就当作在原队的气球神社完成敬礼。”一声号令，他们完成叩拜。
3时稍过，在卫兵所的神龛处祈祷攻击成功的第二中队第一小队在仓库里开始了整备、检查。这个用木板临时搭建的简易仓库面积只有大约24平方米，内部十分简陋。青井在向外搬运新武器的装置之前，碰到了装置上的小开关。导火线竟然开始起作用了，可能是因为此前电源已被接通。藤岛立刻大喊道：“快把室内的炸弹等弄出去，快！”他和几名士兵开始移动身边的危险物。这时有人喊道：“快跑！”士兵连滚带爬地向外面逃去。然而，还有几个人留在屋内。炸弹瞬间爆炸了，同时发出了巨响。仓库的屋顶被掀开，白烟涌了出来。这是3时30分发生的事情。勿来基地立刻陷人混乱。青井、藤岛等6人受重伤，有3名士兵被运到医院前就断了气，井上命令按照战斗行为中的战死来记录。井上还命令对大津基地的第一大队和一宫基地的第二大队保密，隐匿勿来基地的第三大队的死伤事故。攻击并没有因为这次事故延期，井上指示11月3日拂晓的一齐攻击按计划实施。
不过，在奉命担任气球炸弹的放球任务的军官和士官中，没有一人是熟练者。部分官兵有过在旧气球联队施放系留气球的经验，但在气球的高度保持装置和精密的自动投掷装置上悬挂炸弹、燃烧弹后放飞还是第一次。在大津、一宫、勿来布阵的3个大队共设置了42个放球台。从3时开始进入放球态势，4时稍过开始给气球充填氢气。
11月3日临近拂晓时，直径10米的纸气球被用绳索拴在放球台上。随着氢气的充填，其浮力急速增强。井上向3个基地的大队长下达了指令：“各大队，攻击开始。”在勿来、大津、一宫的太平洋海岸展开的各大队，向中队长、小队长传达了放球命令。
“放！”在各放球地点，担任小队长的少尉、见习士官大声发出了命令。巨大的气球拽起吊在约15米长绳索上的高度保持装置和投下弹(炸弹、燃烧弹），向上空飘去。轻盈的气球以每秒5米、每分300米的速度上升。在一宫基地展开的第二大队和勿来基地的第三大队都顺利放球。但部队本部所在的大津基地的第一大队发生了可怕的事态。该基地设置了18个放球台。第三中队第三小队长新村指挥的放球台发生了事故。
放球开始后，随着气球的升起，放在托架上的高度保持装置带着投下弹瞬间升上空中。从气球上垂下来的绳索拉紧，器材离开托架飘起5米时，炸弹突然从投掷装置上脱落，在地面爆炸。新村等数人被破片或气浪击倒，有的人被炸断了胳膊，有的人被炸断了腿。有3人当场死亡，新村等3人受重伤。井上立即命令3个基地中止攻击。各放球阵地的官兵士气大跌。
大本营却不断督促早日开始攻击。经过对安全装置的严格改修、检查，井上决定在11月7日重新开始攻击。11月7日，巨大的气球吊着炸弹、燃烧弹顺利地从3个基地向太平洋飘去。气球离开放球台后不到5分钟就上升了1000米以上，迅速消失在视线中。放球之后，直径10米的气球因下部的氢气较少，变得像难看的水母。气球炸弹如果升到七八千米的高度，就可以乘着强劲的偏西风的气流飘走。就这样，气球炸弹从1944年11月7日开始攻击，到当月末，从3个基地共施放了约700个气球炸弹。
根据悬挂着无线电高空测候器的标定气球的观测结果，这些气球在8000米至10000米之间的高度，一边反复升降，一边快速飞远，可以观测到它们飞到国际日期变更线为止的位置。但是，越过国际日期变更线后，就只能观测到大概的方位了，最后电波彻底消失了。为了接收到电波，除了原来的宫城县岩沼、青森县古间木、千叶县一宫这三处标定所，又在库页岛的上敷香新设了一处标定所，终于确认了到美国西海岸为止的气球炸弹的位置。
11月末，大本营陆军部和陆军省的上层部急切地询问：“还没发现敌方对气球炸弹攻击的反应吗？”日方为了搜集情报，动员了各机关，希望早日得知攻击的成果。从3个基地向美国本土施放的气球炸弹的概数为，1944年11月700个，12月1200个，1945年1月2000个。
“富”号作战的目的是扰乱美国内部，为了达到这个目的，从3个基地施放的气球炸弹，必须确实到达美国本土并给其造成损失。如果造成的损失甚至足以动摇美国，应该可以通过其他国家获得相关情报，但日本方面始终没有获得这样的情报。放出的气球炸弹的效果究竟如何，攻击实施部队的官兵、第九陆军技术研究所、陆军省、参谋本部的相关人员等都很关心。放球本来只在几乎无风的早晨和傍晚进行，但不久作战发生了变化，即使地面上有一些风，也就是条件还不完备的情况下也会坚持放球。
随着日本本土频繁遭到空袭，战况日益恶化，施放气球炸弹也越来越困难，然而上级严令实施部队即使冒险也要尽量多放球。薄薄的蓝色气球有时受风力的影响，在100米、200米的高度就飘向了错误的方向，可以说非常危险。根据大本营陆军部的命令，攻击部队在风平浪静的早晨和傍晚进行的攻击必须延长时间，增加放球个数。结果，有时从勿来基地施放的气球炸弹无法飘起，落到了阿武隈山脉的山麓，幸好没有造成损失。
强行放球，早晚会有气球落到日本国内。有的气球炸弹没有飞向太平洋上，反而飞向日本海方向。有一次，军用飞机接到通知起飞去击落气球。但飞机还未来得及用机枪扫落气球，气球就落在秋田县白雪覆盖的原野上，不过没有造成损失。大本营却指示：“即使有一两个造成误伤，也不要担心出现牺牲者。”
2月16日，在千叶县九十九里滨的一宫基地，放球从拂晓开始，天亮后，晨光照亮海面时，放球仍然在继续。
“（气球）被打中了！快看海上！”放球官兵向大海的方向一看，在水平线那边出现了四五个黑色飞机的身影，看样子像是舰载机。飞机在用机枪扫射飘到2000米至3000米高度的气球。刚放球不久的气球炸弹喷出火焰，或者连烟也没有冒出就落进太平洋。在地面上远望的官兵束手无策。有士兵喊道：“战斗机哪里去了，不能赶走那些家伙吗？”日军的战斗机连个影子都看不见。
当天（1945年2月16日），从上午7时5分到下午3时40分，美特混舰队的舰载机格鲁曼F6F泼妇战斗机、F4U战斗机等，总计约1000架，袭击了关东地区（一部东海、东北地区）。这些飞机主要攻击了各地的机场，目的是在登陆硫黄岛前削弱日本的航空战力。从一宫基地施放的气球炸弹也受到波及，成了舰载机的靶子。
美机出现不久，气球炸弹就从空中消失了，它们都遭到机枪扫射，落进了海里。不过，日军部队还是在美机消失的间隙再次进入放球态势。气球炸弹开始从一宫基地的各放球台飘起，斜着向大海上空飘去。到达3000米至4000米高度时，美机再次出现。结果气球又遭到机枪扫射，被击落到海里。放球官兵不得已中止了攻击，所有的作业都停止了。气球炸弹别说到达美国本土，刚飘起没多久就全部被击落了。
1945年2月19日，美军登陆硫黄岛那天，从马里亚纳基地起飞的120架B29袭击了京滨地区，造成了很大损失。其中制造气球炸弹用氢气的昭和电工川崎工厂、横滨工厂等被燃烧弹烧毁，使“富”号作战遇到严重障碍。京滨工业地带屡次遭受空袭，对搬运氢气也造成了不利影响。只有大津基地不用担心氢气补给上的困难，因为这里从一开始就有氢气发生装置。
由于一宫和勿来基地的氢气补给遇到困难，两个基地的大队大部分奉命移动到大津基地。比起其他两个基地，大津基地的遮蔽物也比较多，利于避免刚施放的气球炸弹被美军舰载机击落。综合各种因素，最后大津基地成为唯一的放球地点。多的时候，一天会集中施放150个气球炸弹。
从1945年2月下旬到3月上旬，从一宫、勿来基地与大津基地会合的官兵很快就熟悉放球操作，一个放球台用大约20分钟就可以施放一个气球炸弹。在黎明的天空上，数十个气球接连飘走，在太平洋上飞向美国本土。不久，通信队员跑进放球阵地，向井上报告来自大本营的重大通报：气球炸弹到达美国本土，确实收到效果。这是来自上海的情报。这一喜讯传达给了攻击实施部队，也送到了第九陆军技术研究所。各协力研究机构和相关技术人员也陆续得到了消息，狂喜不已，其中有人产生了战争已经胜利的幻想。
情报的内容概要为：“写有日本文字的巨大气球于去年十二月一日落在蒙大拿州卡利斯佩尔附近的山岳地带。气球由优质纸张制成，表面以迷彩伪装，直径33英尺，容积38000英尺以上，估计搭载能力为800磅。气球侧面装置有炸药，似乎可自动爆破。这种气球绝不会是观测天气用的。绑着的炸药是由铝和氧化物制成的6英寸炸弹。如果顺风的话，这种气球时速或可达到200英里。”
此后又有详细的情报从广东传来。但给美国造成的损失依然不明。虽然如此，总算可以确认气球炸弹到达了美国本土。得到气球炸弹横穿太平洋到达美国本土，在各地落下造成损失的情报后，“富”号作战部队的官兵士气大涨，侍从武官也作为敕使被派来大津基地。官兵的放球技术此时已极其熟练。
两三周过去，仍然没有得到后续报告，放球官兵的干劲逐渐低落。虽然如此，在1945年2月还是施放了约2500个气球炸弹，到3月数量也没有减少。但是，仍然没有得到关于美国损失情况的报告。实际上，大本营和陆军省以后完全无法掌握美国本土的情况了。
3月10日，B29对东京进行了大空袭，东京的工商业者居住区一带化为焦土，遭到了毁灭性的打击。浅草国际剧场、两国国技馆等进行气球炸弹的气球粘贴作业的工厂也遭了灾。对放球基地的武器、资材补给大大减少。两周后，作战部队收到了大本营的命令：“应尽快将剩余的敌本土攻击武器全部放球完毕。”
实际上，不只在早晨和傍晚风平浪静的时候，从拂晓到接近中午，一直在持续施放堆放在大津基地的剩余的气球炸弹。气球不断从隐蔽的放球台飘向水平线的上空。然而，战局正不断恶化。4月1日，美军登陆冲绳本岛。美军登陆该岛的第五天，1945年4月5日，对战争指导束手无策的小矶内阁总辞职。4月7日，铃木贯太郎内阁产生。
不久，茨城县大津的“富”号作战部队接到了大本营的命令：“立即中止攻击，同时进入第一总军司令官的指挥下，为准备本土决战构筑地面战用阵地。”这是停止用气球炸弹攻击美国本土的命令。接到命令后，部队急忙施放了剩余的约400个气球炸弹，然后停止了攻击，大津基地的作战部队恢复了平静。队员们带着沮丧的神色仰望天空，被虚无感包围，内心怀疑拼命施放的气球炸弹没有起到任何效果。
实际上，气球炸弹还是给美国国民造成了一些不安，不过由于严格的新闻管制，这些消息没有传到日本。
1944年11月上旬，美国西海岸的沿岸巡逻艇在加利福尼亚州的圣佩德罗附近海面发现了漂在海上的奇异物体。当巡逻艇捞起漂流物的布状物质时，发现是将丝绸和橡胶粘贴在一起制成的优质气球。这是放球开始时，试射队从一宫海岸施放的带有无线电高空测候器的观测用的气球。接着美国人又在当月14日上午，在夏威夷瓦胡岛西方80公里的海上发现了漂流着的巨大的纸气球。警戒艇打捞上来附属悬挂物，确认了炸弹、燃烧弹等，这是美方首次发现气球炸弹。然而，美方并未察觉到这是从日本本土施放的用来攻击美国本土的武器，毕竟这种攻击方式过于“脑洞大开”。
12月6日傍晚，在美国内陆的怀俄明州瑟莫波利斯上空开始落下形似降落伞的物体，并且在25公里外的地点发生爆炸。
在爆炸现场发现了爆炸破片，经过检查，发现是日本制造的高性能15公斤炸弹。12月11日，在蒙大拿州卡利斯佩尔附近发现了未爆的气球炸弹（前已提及），当局接到了当地农夫的报告。美国空军和FBI立即进行了调查，结果在气球的一部上发现了日本文字。设计上导火线应该在纸气球飘在空中时燃烧，但因故障没能发火。虽然“富”号作战在日本国内严格保密，但不知为何在气球上留下了日本文字。
美国国内不断发生和气球炸弹有关的异常事件：有人目击奇怪的飞行物体，发生了原因不明的爆炸和森林火灾，有人发现了没有爆炸的气球等。这种事情越来越多。1944年11月发生了2件，12月发生了6件；1945年1月发生了19件，2月发生了55件，3月达到了119件。
这些事件没有造成大的损失，但美国国防部竭力寻找应对之策，还动员了民间的学者，想了种种办法，重点是放在防止燃烧弹造成的森林火灾上，对15公斤炸弹则没怎么放在心上。如果森林资源遭到大范围破坏，或者因大火灾引起人心动摇，厌战思想就有可能扩大。因此编成了2500人的防火部队，还有200名伞降部队也搭乘C47等飞机，向森林大火发生地点出动。此外，还从落基山脉到西海岸的海岸山脉等一些山脉地带部署了驻军，以便能迅速处置突发情况。
美方在很长时间里都没能确认气球炸弹是从哪里施放的，想过可能是从潜艇或其他舰船上放飞的。地质学者检查了从作为压舱物的沙袋中取出的物质，断定是日本太平洋海岸、东京北方的沙子。根据高度保持装置、沙袋的数量、精巧的构造等来看，放球地不可能在日本本土以外。
从1944年11月7日到1945年4月上旬，从茨城县大津、千叶县一宫、福岛县勿来三个基地施放的“富号”武器（气球炸弹）共有9300个。投入了庞大的预算、物力和人力资源，给美方造成了一定的威胁，却远远没有达成扰乱美国内部的目的。气球炸弹虽然在美国本土造成了一些森林火灾或小爆炸等，但没有造成死伤者。气球炸弹的到达范围很广，阿拉斯加、加拿大、墨西哥也被波及。
不过，在1945年4月上旬下达中止气球炸弹攻击的命令20多天后，在5月5日出现了死者。在美国太平洋沿岸俄勒冈州南部的克拉马斯湖附近的森林公园中，建有一座纪念碑，上面刻有文字：“此地是第二次世界大战中，美国大陆遭到敌方攻击出现死者的唯一场所。”青铜板上刻着6名美国人的姓名。
1945年5月5日那天，居住在布拉伊镇的米切尔神父开车载着夫人和邻居家的5个小孩儿到公园野餐。一行人到达公园并下车后，神父将车停在附近的停车场，正要拿出食物，这时传来了孩子们的声音：“有个看起来像气球的东西下面挂着东西呢！”神父立刻喊：“不要碰！”就在这时，传来了猛烈的轰响。神父立刻卧倒，紧接着看到了被炸得七零八落的6具遗体。
挂在树上的巨大气球下部，吊着未发火的15公斤小型炸弹和燃烧弹。孩子们在强烈好奇心的驱使下触碰了悬挂的物体，结果在一瞬间发生了惨剧。这是唯一一例来自日本本土的攻击武器在美国本土导致人员丧生的事件。
“气球炸弹”这种武器听起来异想天开，但客观地说，确实是科学与技术工作者研究的结晶，技术含量并不低。担任气球联队附的肥田木安甚至认为，气球炸弹“就当时来说，超越了一般兵器的次元……能够直接攻击美国本土的，只有这种气球炸弹”。然而，“富”号作战终究未能取得任何实质性成果，气球炸弹也成了名副其实的奇技淫巧。
气球炸弹及其他“决战兵器”的研发和使用，不仅反映了日军在末日降临时的疯狂，也反映了日本国防科学的落后，特别是与美国相比。不可否认日本在战争后期也展露出了少数技术上的“亮点”，但不能掩盖总体上的落后。而且随着时间推移，这方面的差距越来越悬殊。落后的一个重要原因是，日本陆军各学校对科学与技术教育不足，仍将精神力看作获胜的最重要因素。
日本陆海两军以及军队与民间技术人员的协作也很成问题，未能充分整合相关力量，浪费了技术人才。当盟军的装备愈加先进强大时，日军一面用气球炸弹“轰炸”美国本土，一面用竹枪武装部队，愈加凸显技术的落后和内心的绝望。
