המטכ"ל הורה על המבצע - שקיבל את הכינוי ‘טיהור’ - ושמטרתו הוגדרה כך: "לשבור את התפרעות האצ”ל על-ידי פריקת נישקו, למנוע הבאת תגבורותיו לתל-אביב, לאסור ולסגור מטותיו ולהחזיר הסדר על כנו". מטה הפלמ"ח החל למלא את תפקיד מטה הפעולה וכל מחלקותיו שירתו את המבצע. אירגון העבודה היה בידי קצין המינהלה שלום חבלין וקצין השלישות שלו.
הכוחות שפעלו במסגרת המבצע היו:
- פלוגה ג' מהגדוד השלישי בפיקוד המג’ד משה קלמן והמ”פ שמואל כתבן. - כ50- איש מהגדוד השני , בפיקוד ‘דבמבם’. - פלוגה מהגדוד הרביעי, שהוצבה להגן על בית ההסתדרות. - פלוגה משוריינת מגדוד 82 של חטיבה 8. - 3 מחלקות חי”ר של ‘קרייתי’.
לרשות מטה הפלמ”ח עמדו, איפוא, כ- 300 איש - על כולם פיקד בפועל ישראל כרמי - והם הכריזו על עוצר-בית בעיר תל-אביב למשך הלילה, השתלטו על מחסן הנשק של גדוד 57 (גדוד האצ”ל) בסרפנד, סיירו ברחובות תל-אביב ועצרו אנשי אצ”ל על סמך ידיעות של הש"י. על כרמי הוטל לצאת בלילה לכיכר מוגרבי ולבנין מצודת זאב ולהשתלט עליהם, לעצור עולים מהאונייה ולהחרים את נישקם. כרמי יצא לשם עם מחלקה אחת בארבעה זחל"מים ולאנשיו הותר "לירות על מנת להרוג" במקרה שייתקלו בירי בנשק חם תוך כדי התנגדות. בדרך התקלקל זחל"מ אחד, שניים טעו והוא נותר עם זחל"מ אחד.
בשעה 05:40 פתח כוח הרתק באש לעבר הבניין. יתר האנשים הסתערו לתוך הבניין, בו ישנו באותו זמן עשרות רבות של עולים שהגיעו ב’אלטלנה’. הם נעצרו והוסעו למחנה ‘יונה’. הפלוגה מהגדוד השלישי סיירה כל העת ברחובות העיר בזחל"מים ובמשוריינים.
סיכום הפעולות שבוצעו בתל-אביב בליל ה- 23.6 :
- הניסיון של הגדוד השלישי לאתר את מקומה של תחנת השידור של האצ”ל - נכשל.
- מספר מחלקות מהגדוד הרביעי, בפיקוד עוזי נרקיס, פרצו בסרפנד לתוך המחנה של גדוד 57, השתלטו על מחסן הנשק, החרימו את כלי-הנשק והעבירום למחנה ‘הראל’. כמו-כן עצר הכוח כמאה מאנשי האצ”ל.
- יחידה בפיקוד המ"פ כתבן הקיפה שכונת מגורים, ועצרה את מפקד האונייה אליהו לנקין ואת רב-החובל מונרו פיין.
ביום ה- 23.6 התמקד מטה ‘טיהור’ בתיכנון כיבוש מטה האצ”ל והפיקוד על הפעולה הוטל על ישראל כרמי. סיור-מוקדם גילה כי האצ”ל מרכז שם רכב, שיריון ולוחמים. סמוך לחצות, בעת שהכוח התארגן ליציאה לפעולה, נתקבלה הוראה לבטל את הפעולה, משום שממשלה הגיעה להסכם עם האצ”ל.
למטה הפלמ"ח היה הרוג אחד: פסח בולדינגר (במטה הפלמ"ח)