בליל ה-2 באפריל 1946 יצא האצ"ל לפעולה נרחבת בדרום הארץ, במטרה לשתק את תנועת הרכבות. הייתה זו הפעולה הגדולה ביותר שערך האצ"ל עד אז והשתתפו בו כ-100 לוחמים. אותו לילה פוצצו אנשי לח"י את גשר "נעמן" מדרום לעכו.
כוח האצ"ל, שפעל לאורך כארבעים וחמישה קילומטר, נחלק לשלוש קבוצות: יחידה אחת (הכוח הצפוני), בפיקודו של מנחם שיף ("זאב"), התכנסה בבית האריזה של אחד מפרדסי רחובות ומשם צעדה לעבר הכפר הערבי ייבנה. בהגיעם אל היעד, הניחו החבלנים מטענים סביב העמודים שתמכו בגשר הרכבת, ולאחר שהבעירו את פתילי ההשהיה, התרחקו במהירות מן המקום. כעבור זמן קצר נשמעו מספר התפוצצויות והגשר קרס אל תוך הוואדי. חולייה אחרת התקרבה אל תחנת הרכבת ובעודה עוסקת בפיצוץ מתקנים שונים, התקרב למקום כוח בריטי שפתח באש.
החוליה השיבה אש ומחילופי היריות נפגעו שלושה בריטים. לאחר השלמת המשימה, נסוגה יחידת האצ"ל אל אזור החולות בדרום ראשון-לציון, הנשק הוכנס למחבוא והבחורים התפזרו לבתיהם.
שתי היחידות האחרות התכנסו בבית-אריזה אחר, אף הוא באזור רחובות. לאחר קבלת ההסברים, עלו
הבחורים על שתי משאיות. בדומה למקרה של ההתקפה על שדה התעופה בקסטינה, היו על המשאית הראשונה בחורים בלתי מזוינים, על תקן פועלים החוזרים מעבודתם, בעוד המשאית השנייה הייתה מלאה בתפוזים; מתחתם כלי הנשק, ומעליהם - "פועלים ערביים". השיירה פנתה דרומה, ובמקום שנקבע מראש (לא רחוק מקיבוץ יבנה), עצרו המשאיות. התפוזים סולקו במהירות והנשק נערם על האדמה וחולק לאנשים. בנקודה זו התפצל הכוח לשניים: יחידה אחת (הכוח המזרחי) צעדה לעבר אזור זרנוגה (בין הכפר הערבי ייבנה לבין אשדוד), בעוד היחידה השנייה (הכוח הדרומי) פתחה במסע לעבר תחנת הרכבת הסמוכה לכפר הערבי אשדוד.
התאום היחידי בין שלוש היחידות היה שעת ההתקפה, שנקבע ל-20:00 (מכשירי אלחוט לא היו ברשות האצ"ל באותם ימים). הכוח המזרחי, בפיקודו של אליעזר פדהצור ("גד"), התעכב בדרך, וכאשר התקרב ליעד - נשמעו הדי ההתפוצצויות שהגיעו מכיוון ייבנה. השומרים קיבלו את פני הבאים בירי רקטות תאורה שהכבידו על ההתקדמות. הכוח התפצל למספר חוליות שהתפזרו בשטח והניחו מטענים מתחת לגשרונים, מעברי מים וכן ליד המסילה ועמודי הטלפון. אחת החוליות נתקלה באש המשמר ואחד מאנשיה, עזרא רביע, נפצע קשה מירייה בחזהו. לאחר הפעלת המטענים, התקבצו החוליות במקום המפגש, על אחת הגבעות והיחידה פתחה בנסיגה בחולות לעבר בת-ים, מרחק של 25 ק"מ. רביע נישא על אלונקה, בעוד פצוע נוסף שנפצע בזרועו, צעד בעודו נתמך על-ידי אחד החברים. רביע איבד את הכרתו וכעבור זמן לא רב - נפח את נשמתו. הוחלט לקברו בחולות, בהנחה שהבריטים ימצאו את הגופה למחרת היום ויביאוהו לקבורה באחד היישובים הסמוכים. החברים עמדו בדומיה ליד הקבר הרענן ואחד מהם אמר קדיש.
הבחורים המשיכו בצעידה בחולות, ולפנות בוקר הגיעו לבת-ים, שם מסרו את הנשק והתפזרו. הפצוע הועבר לבית-חולים ליולדות בתל-אביב שטיפל בפצועי האצ"ל.
הכוח הדרומי, בפיקודו של דב כהן ("שמשון") הגיע לאשדוד, אף הוא באיחור. החוליה שתקפה את הגשר נתקלה בהתנגדות השומרים שהתבצרו ב"פילבוקס". בקרב היריות שהתפתח נהרגו שני שוטרים והשלישי נמלט. לאחר הנחת המטענים, התקדם הכוח לעבר תחנת הרכבת. הבחורים השתלטו על חמשת השוטרים ששמרו על המקום וכן על עובדי התחנה והניחו מטענים ליד המתקנים השונים. הם גם השתלטו על קטר שהגיע למקום במקרה ופוצצו אותו יחד עם יתר המתקנים. עם סיום המשימה, החלה הצעדה דרומה. ההליכה בחולות הייתה קשה והאטה את הנסיגה. כאשר הבחורים התקרבו לבת-ים, כבר האיר השחר ומטוס סיור בריטי גילה אותם. לא עבר זמן רב וכוחות צבא זרמו לאזור והקיפו את הבחורים העייפים. בקרב שהתפתח נהרג איש האצ"ל אבנר בן-שם וארבעה נפצעו.
בחולות בת-ים נעצרו על-ידי הבריטים 31 לוחמים וביניהם מטובי המפקדים של הארגון. תפיסתם של ה-31 הייתה מכה קשה לחיל הקרב (ח"ק) של האצ"ל, אולם יחד עם זאת גרם מעצרם של מספר כה גדול של לוחמים להד נרחב בתקשורת המקומית והבין-לאומית.
בין העצורים היה גם איתן לבני ("איתן") שהיה קצין המבצעים הראשי של האצ"ל. הוא נשפט יחד עם חבריו, ל-15 שנות מאסר, אולם כעבור שנתיים יצא אל החופשי עם פריצת כלא עכו.