17 и 18 июня в воздушное пространство Гватемалы из Гондураса и Никарагуа вторглись самолеты, которые разбрасывали листовки с призывами к восстанию против правительства, сбрасывали грузы с оружием в лесах страны для мятежников и бомбили склады с горючим. Одновременно в Гватемалу вторглись отряды во главе с мятежным полковником Кастильо Армасом. Как писал Ф. Сергеев в своей книге "Если сорвать маску", на захваченной гватемальской территории "правительственные служащие, рабочие и крестьяне, бывшие членами профсоюзов, а также представители местных органов, участвовавшие в проведении аграрной реформы в стране, были арестованы и заключены в тюрьмы. После неслыханных издевательств и страшных пыток многие были зверски убиты".
18 июня Гватемала обратилась в Совет Безопасности с жалобой на агрессию против нее. Была единогласно принята резолюция с призывом "немедленно прекратить все действия, могущие привести к кровопролитию", но 22 июня представитель Гватемалы сообщил, что резолюция не выполняется агрессорами. Вопреки предложению СССР, Совет Безопасности отказался вторично обсуждать гватемальский вопрос.
Американские наемники успешно продвигались в малонаселенных районах страны, но встретили упорное народное сопротивление по мере продвижения в глубь Гватемалы. Они вынуждены были отступать к границе, а Армас так и не решился перенести свой штаб на гватемальскую территорию. Позже один из организаторов "операции Гватемала" вспоминал заседание в Белом доме, Х. Джефферс вспоминал: "Барабаня по столу пальцами, Эйзенхауэр остановил свой солдатский взгляд на Аллене Даллесе и спросил: "Что вы думаете о шансах Кастильо на победу без авиации?" Даллес мягко ответил: "Приблизительно равны нулю". "Допустим, мы дадим ему авиацию. Каковы будут его шансы тогда? – спросил Эйзенхауэр. "Около 20%, – сказал Даллес. Президент посчитал, что решение возникшей перед ним задачи найдено – он даст подкрепление. Когда Даллес покидал кабинет президента, получив обещание о незамедлительном предоставлении новых самолетов для оказания поддержки Кастильо, Эйзенхауэр улыбнулся ему. "Аллен, – сказал он, – именно 20% убедили меня. Я понял, что вы глубоко и реалистически продумали этот вопрос. Если бы вы сказали, что шансы равны 90%, мне было бы гораздо труднее принять нужное решение".
24 июня из Неварна (штат Нью-Джерси) была переброшена новая партия самолетов для Армаса. Не встречая сопротивления, американские самолеты с бреющего полета бомбили столицу страны и другие гватемальские города. Многие из гватемальских городов были сожжены или разрушены в результате авианалетов. Однако наземные части "армии Армаса" не смогли добиться успеха.
27 июня президент Арбенс заявил о разгроме мятежников и сообщил, что "остатки мятежников окружены в джунглях на границе с Гондурасом и что их уничтожение – лишь вопрос времени". Однако американские самолеты продолжали бомбить Гватемалу. Одновременно они стали разбрасывать листовки, в которых утверждалось, будто Арбенс намерен распустить регулярные войска и заменить их "рабочими отрядами". Это вызвало волнения среди гватемальской армии. Одновременно был инспирирован марш рыночных торговок против правительства.
28 июня посол США в Гватемале Пэрифуа посетил Арбенса и потребовал "чистки его проавительства". Одновременно Пэрифуа встретился с полковником Карлосом Диасом и потребовал от него отправить в отставку правительство Арбенса. Под давлением внешних и внутренних сил Арбенс подал в отставку. Перед этим он взял клятву с членов нового правительства, что они продолжат борьбу с наемниками до их полного изгнания.
Была сформирована хунта во главе с полковником Диасом, в которую также входили его сторонники Хосе Санчес и Эльфего Монсон. Хунта объявила вне закона Гватемальскую компартию. Снова к Диасу явился Пэрифуа, держа в руках список с именами руководителей левых сил. Он потребовал их немедленной казни. Однако Диас отказался выполнять этот ультиматум. Бомбардировка столицы возобновилась.
29 июня Диас был свергнут и главой хунты стал полковник Монсон, который тут же начал переговоры с Армасом, которые увенчались подписанием соглашения о перемирии. А 1 сентября президентом страны был объявлен Кастильо Армас. Вскоре земли, конфискованные у "Юнайтед фрут компани", были ей возвращены.
Позже работник ЦРУ Д. Филлипс, причастный к "операции Гватемала", вспоминал, как чествовали его и других разведчиков во главе с Алленом Даллесом в Белом доме Эйзенхауэр, Никсон и другие члены правительства. На прощание Д. Эйзенхауэр сказал Аллену Даллесу: "Спасибо, Аллен. И спасибо всем вам. Вы предотвратили возникновение советского плацдарма в нашем полушарии".
