Atta, quien residía en Estados Unidos desde hacía más de un año, llevó a cabo una meticulosa preparación para el ataque. El 3 de junio de 2000, ingresó a Nueva York con una visa de turista obtenida en Berlín y se trasladó a Florida para entrenar como piloto. Durante el tiempo que estuvo en USA, se dedicó a aprender a volar, mientras recorría el país y regresaba a Europa
El 11 de septiembre de 2001, Atta, el comandante de los 19 terroristas, llevó a cabo el primer de los cuatro ataques. Marwan al-Shehhi, de 23 años, piloteó el vuelo United Airlines 175 y lo estrelló contra la Torre Sur a las 9:03 a.m. La Torre Sur colapsó primero, mientras que el vuelo American Airlines 77, dirigido por Hani Hanjour, impactó el Pentágono. Zaid Jarrah, de 26 años, lideró el vuelo United Airlines 93, que se estrelló en Pensilvania tras un intento fallido de los pasajeros por recuperar el control.
La planificación de estos atentados fue compleja y económica, con un costo total estimado en menos de 500,000 dólares. Los terroristas, que se entrenaron en Estados Unidos y obtuvieron licencias de piloto, utilizaron aviones comerciales como misiles. Además, abrieron cuentas bancarias y adquirieron vehículos en el país.
Atta y sus compañeros, integrantes de la “célula de Hamburgo”, se entrenaron en diversas escuelas de aviación en Florida. En el período previo a los ataques, realizaron vuelos de práctica y monitoreo para familiarizarse con las rutas y los procedimientos de los aeropuertos.
El ataque del 11 de septiembre, diseñado inicialmente por Khalid Sheikh Mohamed y autorizado por Osama bin Laden, resultó en la muerte de 2977 personas, además de los 19 secuestradores. El plan, conocido como “Operación Aviones”, fue ejecutado con una precisión que dejó una profunda huella en la historia global.