Операция началась 17 апреля в 1.00 ночи и сразу оказалась на грани провала: с берега разведгруппу ЦРУ США заметили кубинские милиционеры и осветили фарами автомобиля. В ответ разведчики вынуждены были ответить огнем, демаскировать себя. На борт транспортных судов они отправили сообщение о том, что их засекли и в создавшихся условиях необходимо ускорить высадку главных сил десанта.
Разведчики обозначили фланги плацдарма для высадки десанта светящимися маяками, и тут вдруг весь городок Плайя-Хирон погрузился во мрак: кто-то отключил линию электроснабжения. В полной темноте разведчики увидели три грузовика с кубинскими милиционерами, которые подъехали с выключенными фарами к морскому причалу.
В 4.30 утра главные силы десанта вступили на кубинский берег. Уже в 6.30 высадившиеся контрас подверглись первым ударам с воздуха со стороны кубинской авиации.
Первая серьезная потеря десанта имела место в 9.30, когда кубинской авиацией было потоплено судно «Рио Эскондидо». В это же время высадившиеся силы доложили о захвате взлетно-посадочной полосы и готовности принимать самолеты.
Авиация кубинских Революционных вооруженных сил продолжала наносить удары по кораблям противника и высадившимся контрас. Вынужденные отвечать, силы десанта несли потери. В 11.30 от командира бригады пришло донесение о том, что боеприпасов осталось всего на 4 часа боя.
Упорные бои на плацдарме продолжались весь день и всю ночь. Утром следующего дня командир 2-го батальона высадившейся бригады контрас доложил, что «без поддержки с воздуха он сможет удерживать свои позиции не более 30 минут».
17 апреля в 8.24 командир бригады контрас доложил о мощной атаке со стороны кубинских войск, в которой участвовали 12 танков и 4 реактивных истребителя. Боеприпасов оставалось все меньше и меньше. К 12 часам дня, когда десант остался без боеприпасов для танков, а патронов для автоматических винтовок оставалось совсем немного, кубинские самолеты МиГ-15 нанесли новый удар по противнику.
Во второй половине дня 18 апреля американская разведка получила данные о выдвижении к захваченному плацдарму большой колонны танков и автомобилей кубинской армии. Три самолета В-26, пилотируемые кубинскими летчиками-эмигрантами, нанесли по выдвигавшейся колонне мощный удар, в результате которого, по оценкам Пентагона, погибло до 1800 человек.
Тем временем положение обороняющегося десанта контрреволюционных сил становилось все более безнадежным. К плацдарму подходили все новые и новые кубинские части, артиллерийский огонь усиливался. В 8 часов вечера ЦРУ проинформировало командира бригады контрас, что ввиду критического положения он будет эвакуирован с наступлением темноты.
В 6.00 утра 19 апреля вновь возобновились авиационные удары кубинских Революционных вооруженных сил. Комбриг контрас слал отчаянные просьбы о прикрытии с воздуха. В 14.30 с плацдарма пришло последнее сообщение: «Подрываю оставшееся оборудование и средства связи. Вижу танки противника. У меня не осталось ничего, с чем бы можно было воевать. Ухожу в леса. Ждать вас больше не могу».
К исходу 20 апреля интервенты были разгромлены.
После окончательного провала операции в заливе Кочинос ЦРУ попыталось спасти оставшихся в живых контрас. К операциям по поиску и спасению были подключены американский авианосец «Эссекс», четыре эсминца, одна подводная лодка и части спецназа. Несмотря на принятые усилия, спасти практически никого не удалось: в море были подобраны только 26 человек, которым удалось спастись с плацдарма бегством. Попытки найти оставшихся в живых наемников в болотах на побережье залива Кочинос, предпринятые спецназом, оказались безрезультатными. ЦРУ приказало свернуть все действия в рамках операции «Запата».
Итоги операции: 1189 контрреволюционеров сдались войскам Кастро, 14 человек смогли вернуться в США. Около ста контрас погибли или в воде при высадке, или уже на самом плацдарме.
После провала операции «Запата» встал вопрос о судьбе пленных кубинских контрреволюционеров. Фидель Кастро предложил обменять их на такое же число политических заключенных в тюрьмах Доминиканской Республики, Никарагуа, Пуэрто-Рико и других латиноамериканских государств. На это администрация США пойти никак не могла. Тогда революционная Куба потребовала компенсации за причиненный ей вторжением ущерб. После длительных переговоров Вашингтон в конце концов вынужден был взамен освобожденных пленных предоставить Кубе 500 тракторов, большую партию медикаментов и других народно-хозяйственных товаров на сумму 63 миллиона долларов.
Для «разбора полетов» по итогам провала операции в заливе Кочинос президент США создал специальную межведомственную комиссию, возглавить которую он поручил своему военному советнику генералу М. Тэйлору. 22 апреля 1961 года этот орган провел свое первое заседание.