Người đầu tiên trên thế giới bắn rơi B-52 và trở về an toàn

Khoảng 17 giờ ngày 27 tháng 12 năm 1972, Phạm Tuân điều khiển máy bay tiêm kích MiG-21 hạ cánh xuống sân bay Yên Bái sau một chuyến bay huấn luyện. Đến khoảng 22 giờ cùng ngày, ông nhận lệnh xuất kích trở lại từ chính sân bay này để đánh chặn các tốp máy bay B-52 của Mỹ đang từ hướng Tây Bắc bay vào đánh phá Hà Nội. Khi vượt qua tầng mây, ông quan sát thấy nhiều máy bay tiêm kích F-4 đang bay ở nhiều độ cao khác nhau để bảo vệ đội hình B-52, nhưng ông quyết định không giao chiến với các máy bay hộ tống này, mà tiếp tục bay vòng để tiếp cận mục tiêu chính.

Sau khi được lệnh công kích, ông không tấn công ngay mà chờ thêm vài giây để áp sát gần hơn mục tiêu, rồi mới phóng hai quả tên lửa, hạ được một chiếc B-52 ngay tại chỗ. Khi thấy chiếc B-52 bị bắn rơi, các phi đội F-4 hộ tống của địch đã truy đuổi để trả đũa, nhưng nhờ kỹ năng điều khiển của mình, Phạm Tuân đã cắt đuôi được máy bay truy kích, trở về sân bay Yên Bái và hạ cánh an toàn, trở thành một trong những phi công đầu tiên trên thế giới bắn hạ được loại máy bay ném bom chiến lược B-52 rồi trở về an toàn.

Ông từng chia sẻ rằng lúc mới nhập ngũ, ông không nghĩ mình sẽ trở thành một phi công, mà chỉ phấn đấu để trở thành một chiến sĩ tốt. Trước khi trở thành phi công tiêm kích, ông từng thi tuyển phi công nhưng không đạt vì vấn đề về tim mạch và thể trạng do điều kiện ăn uống thiếu thốn trong thời chiến, và chỉ được bổ sung vào lực lượng phi công sau này qua con đường học thợ máy radar tại Liên Xô. Ngày 3 tháng 9 năm 1973, khi mới 24 tuổi, với cương vị Biên đội trưởng thuộc Đại đội 5, Trung đoàn 921, Sư đoàn 371, ông được phong tặng danh hiệu Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân.