Sammen med sin næstkommanderende Karl Radl tog Skorzeny til Rom for som idnledning til operationen at finde ud af, hvor Mussolini befandt sig. Efter tre ugers undersøgelser fandt han ud af, at Mussolini via havnebyen [Gaeta]] var blevet bragt til en lile ø - Ponza (som Mussolino selv havde anvendt til anbringelse af politiske fanger). Men Mussolini var i mellemtiden blevet overført til Sardinien, hvor han ved havnebyen La Maddalena holdtes fanget i „Villa Kern“. Forklædt som tysk sømand tog Skorzeny og en italiensktalende løjtnant Warger til øen og fik hurtigt bekræftet, at Mussolini fakttisk blev holdt fanget i villaen, der havde et stærkt forsvar, fløj Skorzeny tilbage til hovedlandet den 18. august i sin Heinkel 111 for at hente forstækning i form af sine egne SS faldskærmstropper. På turen blev flyet angrebet af to engelske jagerfly. Det lykkedes piloten at sætte flyet ned på vandet og Skorzeny, der havde brækket tre riben, og de andre blev reddet af et italiensk fartøj, der skulle beskytte Mussolini.

To dage senere var Skorzeny tilbage i Rom hvor Radl kunen fortælle at admiral Canaris mente at Mussolini holdtes fanget på Elba. Ved hjælp af general Student fik Skorzeny foretræde for Hitler og overbeviste ham om, at Mussolini befandt sig i Villa Kern på Sardinien og fik Hitlers accept af en plan for redning af Mussolini. Tilbage på Sardinien kunne Skorzeny konstatere at Mussolini var blevet fløjet til et nyt skjulested.

I Rom måtte Skorzeny genoptage eftersøgningen af Mussolini. På et tidspunkt opsnappede tyskerne en besked fra det italienske inderigsministerium om at sikkerhedsforanstaltningerne ved Gran Sasso var på plads. Beskeden var underskrevet af general Cueli, som de vidste var ansvarlig for Mussolinis sikkerhed.

Skorzeny og Radl fastslog, at Mussolino måtte befinde sig på Hotel Campo Imperatore, der var bygget kort før krigen. Ved en overflyvning konstaterede de, at området var stærkt bevogtet, men Skorzeny fik øje på et lille trekantet plateau, som han mente kunne bruges til landing enten med faldskærmstropper eller med svævefly. Luftwaffes eksperter mente at plateauet var for lille til nogen af delene og luften i øvrigt var for tynd til svævefly. Skorzeny besluttede at landsætte sine tropper med svævefly. Til angrebet anvendtes svævefly af typen DFS 230, der hver kunne laste 8 personer samt en besætning på 2 - der blev anvendt en særlig modificeret udgave DFS 230C-1, med bremseraketter i næsen og ekstra dør foran vingerne.

Angrebet skulle finde sted den 12. september om morgenen, men svæveflyene blev noget forsinkede så angrebet kunne ikke sættes ind om morgenen og Radl benyttede lejligheden til at hente den tyskvenlige general Soletti fra Rom. Han skulle hjælpe med at få det italienske vagtmandskab til ikke at skyde. Netop da soldaterne skulle til at gå ombord i de 12 svævefly, blev flyvepladsen angrebet af amerikanske bombefly. Mirakuløst blev ingen af svæveflyene ramt og kl. 13 kunne de starte. Ret hurtigt mistede nogle fly orienteringen og et par stykker havarerede i bombekratere under starten. Da de fik øje på Aquilla dalen og de tyske tropper, der skulle angribe Gran Sasso på vej op ad bjerget, slap de bugserkablerne og fandt landingspladsen, som nu viste sig at være meget stejl og fyldt med klippestykker.

Skorzenys fly standsede kun ca. 15 meter fra hotellet og det lykkedes ham og hans mænd fra de andre fly at trænge ind i hotellet og finde Mussolini uden at løsne et skud.

Man havde planlagt at bringe Mussolini ud via fly, og tyske faldskærmstropper havde derfor besat den nærliggende flyveplads Aquila, men Skorzeny kunne ikke få kontakt med Rom og få fat i de nødvendige fly. Den anden mulighed var at lade et let fly lande ved hotellet; det blev forsøgt, men flyet beskadigede understellet og kunne ikke lette igen. Over dem befandt sig kaptajn Gerlach, general Students personlige pilot, i et Fieseler Fi 156 „Storch“ recognoseringsfly. Han gennemførte en perfekt landing, men da han hørte at Skorzeny ville have ham til at lette ikke bare med Mussolini men også med Skorzeny selv, afviste han blankt. Han gav dog efter til sidst og det lykkedes Gerlach at få flyet i luften. Få timer senere var Musssolini i Wien. Den 23. september blev han af Hitler indsat som statschef for den nordlige italienske republik. thumb|Fieseler "Storch"

Skorzeny blev forfremmet til SS-Sturmbannführer og fik tildelt Jernkorsets ridderkors for aktionen.