ドーリットル空襲（-くうしゅう、英語：Doolittle Raid）、またはドゥリットル空襲とは、太平洋戦争中の1942年4月18日に、アメリカ軍が航空母艦に搭載した陸軍の爆撃機によって行った日本本土に対する空襲である。名称は空襲の指揮官の名前に由来する。
真珠湾攻撃以降一方的な敗退を続け、さらに開戦後の1942年2月24日には、日本海軍の伊17乙型大型潜水艦によるアメリカ本土のカリフォルニア州サンタバーバラのエルウッド石油製油所への砲撃を受け、大きな衝撃を受けたアメリカ軍は、士気を高める方策として帝都・東京を爆撃する計画を立てた。
アメリカ陸軍は長距離爆撃機を保有していたものの、その行動半径内に日本を収める基地は無く、ソ連の領土は日ソ中立条約のため、爆撃のための基地使用は行えなかった。また、アメリカ海軍の空母艦載機は航続距離が短く、爆撃のためには空母を日本近海に接近させる必要があり、これは太平洋上で唯一動ける空母機動部隊が危険に晒されることを意味した。そんな中、アメリカ海軍の潜水艦乗組員が「航続距離の長い陸軍の爆撃機を空母から発艦させてはどうだろうか」とルーズベルト大統領に進言。B-25爆撃機を急遽、空母の短い飛行甲板から発進出来るように軽量化を図った。
陸軍爆撃機の空母からの発艦は実戦では初であり、この作戦はトップシークレットとされた。また、空母に着艦するのではなく、日本列島を横断して当時、日本軍と戦争中であった中華民国東部に中華民国国軍の誘導信号の下で着陸する予定となった。B-25を搭載する空母はホーネットとされ、エンタープライズが護衛に付くこととなった。
1942年4月1日、16機のB-25を搭載した空母ホーネットおよび護衛の巡洋艦3隻、駆逐艦3隻はサンフランシスコを出撃した。途中、エンタープライズと巡洋艦2隻、駆逐艦4隻と合流し、日本へ向かった。攻撃予定日前日の4月17日、米艦船レーダーに映った国籍不明の2隻の漁船を哨戒機で確認中に日本軍特設監視艇、第二十三日東丸に発見された。第二十三日東丸は軽巡ナッシュビルの砲撃で撃沈され（エンタープライズ艦載機の攻撃も受けている）、乗員14人全員は艇と運命を共にした。発艦予定海域手前の予想外の遠距離で日本軍に発見されたことで、爆撃隊は予定より早く空母ホーネットを発艦した。なお、ナッシュビルはもう1隻の監視艇（長渡丸）を撃沈している。
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ジミー・ドーリットル中佐率いるB-25爆撃機16機は東京府東京市、神奈川県川崎市、横須賀市、愛知県名古屋市、三重県四日市市、兵庫県神戸市を爆撃した。
日本側には50人の死者、家屋262戸の被害が出た。また、索敵から帰還した海軍攻撃機を敵機と誤認した陸軍戦闘機の機銃攻撃を受け、海軍軍人1名が死亡。意図的か誤認か定かではないが、国際法上禁止されている非戦闘員に対する攻撃に至った機もあり、掃除を終え、帰ろうとした小学生1名が機銃掃射を受け、死亡した。この学童には「悲運銃撃善士」という戒名が与えられた。また、日本軍の航空機と勘違いし、手を振った学童に対しても機銃掃射したが死者は出なかった。しかしこのうち一機（ホーネットを4番目に発艦した機長エベレット・ｗ・ホームストロム少尉のB-25）は正規の防空戦闘機隊ではないキ61試作機（三式戦闘機飛燕）の追撃をうけ、翼内燃料タンク漏れと旋回銃故障に陥った。
爆撃機は日本列島を横断し、中国東部に着陸した（一機はソ連のウラジオストクに着陸、乗員は抑留された）。乗員は戦死が1名、行方不明が2名、捕虜となったのが8名で、残りはアメリカへ帰還した。大本営はこの被害を隠蔽し、「敵機9機を撃墜。損害軽微」などと発表した。しかし当日は晴天であり、墜落した航空機など市民からは一機も確認されなかったため、大本営の発表に対し『皇軍は空気（9機と空気をかけた駄洒落）を撃墜したのだ』と揶揄するものもいた。一方、日本軍に逮捕された爆撃機搭乗員は、都市の無差別爆撃を実施した疑いにより捕虜ではなく戦争犯罪人として扱われ、操縦士２名と銃手１名が処刑された。これに対してアメリカは、『野蛮人の蛮行』として大々的にプロパガンダに利用した。1944年にこれら捕虜を描いた映画『パープル・ハート』が20世紀フォックスによって製作された。
影響
ミッドウェー海戦
この攻撃の報に、本土防空を受け持っていた陸軍はもとより海軍の山本五十六聯合艦隊司令長官は衝撃を受けた。真珠湾攻撃の影響を免れたアメリカの空母機動部隊によるハラスメント的な攻撃は1942年前半から既に島嶼部で始まっていたが、本土空襲を受けて山本長官は日本本土の安全確保のため、敵空母殲滅を視野に入れたミッドウェー島攻略作戦の実行を急がせた説も見受けられる。
しかし、ミッドウェー作戦は4月16日付大本営海軍部指示にて裁可されているので、これは俗説であり事実と異なる。