当地时间22时整，安卡拉西北部的阿肯哲第4航空基地空管操作员与埃森博阿机场进行了一番奇怪的联络（阿肯哲第4基地是土耳其空军第141、142和143中队的大本营，装备F-16战斗机）。第4基地空管在通话中称：两架F-16战斗机正准备起飞，预定于21000~22000英尺（约6400~6700米）高度飞行，此次行动将不会与埃森博阿机场进行协调。

很快，这两架隶属于141中队的F-16从第4基地起飞，无线电呼号“狮子1”和“狮子2”。

战斗机起飞后，“狮子1”与埃森博阿机场取得联系，要求爬升至预定高度。当被询问理由时，飞行员回答：“特殊任务，准备飞越安卡拉。”

通讯完毕后，突然有电话从安卡拉打到埃森博阿机场，称看到喷气机从极低高度飞越，询问发生了什么事，此刻大约是22时20分~25分。

埃森博阿机场对情况感到蹊跷，第4基地通报说飞行高度超过6000米，早就应该爬升，但目击者称是超低空。他们随即要求第4基地作出解释。第4基地的回答是：“他们起飞时关闭了通讯和敌我识别。”此外还说第二波两架F-16也已经起飞，无线电呼号“老鹰”，同样将从低空穿越。很明显此举严重威胁民航安全。

局势瞬息万变。

埃森博阿机场还没搞清情况，又发现一架KC-135R空中加油机逼近。这是从因吉里克第10基地起飞的加油机，隶属于101中队，呼号“阿塞纳02”。

此时的埃森博阿已经完全失去管控，也无法和这些飞机联络。最早起飞的F-16战斗机开始爬升，与“阿塞纳02”进行对接实施空中加油。

零时许，位于首都安卡拉的土耳其广播电视协会电视台被政变军人控制，女主播蒂珍·卡拉斯向电视观众口播了一份政变军人起草的声明。一个自称“祖国和平委员会”的军人团体在声明中宣布，军队已经接管政权，全国范围实行宵禁并实施军事管制法。

随后，政变飞机展开空袭，攻击地点有：

警察特勤队总部，格尔巴舍，47名警察死亡；

警务航空队总部，格尔巴舍；

土耳其大国民议会大楼；

土耳其警察总部；

国家情报局，叶尼玛哈尔区；

卫星通信与有线电视运营公司，格尔巴舍；

总统官邸，贝什泰佩区。

整个过程中，政变的F-16战斗机高速超低空飞越安卡拉，数次突破音障发出爆音，并释放红外干扰弹，对民众和媒体形成极强震撼。其中一架F-16飞行员参与了政变的直接策划，他正是在2015年11月击落俄罗斯苏-24战斗轰炸机的人。

不久，从伊斯坦布尔起飞的亲埃尔多安方F-16战斗机赶到，双方战机发生混战。按照报道，没有战斗机在空战中被击落。更多的政府方F-16开始从达拉曼、埃尔祖鲁姆和巴勒克埃西尔起飞增援，至少6架，加入对政变机的截击战斗。最接近安卡拉的梅尔济丰第5基地处于关闭状态，它的战斗机全驻扎于埃尔祖鲁姆。

此时加油机“阿塞纳02”离开安卡拉并全力爬升至最大升限高度，在卡斯塔莫努空域盘旋。加油机“阿塞纳03”紧随其后起飞，前去支援政变的F-16机群。

有两架政府方F-16战斗机接到命令——立即击落加油机“阿塞纳02”，但他们没有听从命令，因为“阿塞纳02”正在居民区上空。

此刻安卡拉已是枪声四起，多架政变直升机在空中盘旋。

一架AH-1武装直升机用20毫米机炮向抗议人群和土耳其大国民议会大楼开火，该机随后还袭击了格尔巴舍的卫星通信与有线电视运营公司。这架直升机被政府方的F-16击落。

一架S-70A在国家情报局大门处开火。据报道，该机试图闯入并绑架情报负责人费丹/ Hakan Fidan。但没有成功，不久也被击落。

两架空军的AS532搜救直升机袭击了一个婚礼现场，该婚礼有多名土耳其军方高级将领出席，突击队员将他们劫持。

8架运输机（其中有C-160和A400M，其中一架的无线电呼号为“艾森26”）从开塞利起飞，在马拉蒂亚第7基地降落。这些运输机满载着政变需要的武器。

到此阶段，政变F-16战斗机开始执行终极任务——猎杀埃尔多安专机——土耳其政府所属湾流IV公务机TC-ATA。

政变发生时埃尔多安正在土耳其西南的马尔马里斯港度假，获悉政变消息后立即转移到一处安全地点，随后乘专机返回伊斯坦布尔机场。该机已于11时47分从达拉曼机场起飞

有媒体报道称政府方的护航战斗机在视距内发现了政变战斗机，但对方没开火，也无法确认他们是否真的准备锁定并开火。此时埃尔多安专机TC-ATA已经改用伪装代码THY 8456、假扮成土耳其航空公司的普通民航机。也许政变战斗机无法作出准确判断，担心击落民航而放弃了攻击。TC-ATA随后安全降落。

凌晨4时左右，埃尔多安到达伊斯坦布尔机场，并在机场进行了电视讲话。他表示叛乱行为危害土耳其团结和统一，政变军人将付出巨大代价。

政府方逐渐控制局势，一架F-4E 2020战斗机从埃斯基谢希尔第2基地起飞，轰炸了第4基地的主跑道。另有更先进的F-16C Block 50开始在安卡拉西部执行战斗巡逻任务。

16日，131中队的E-7预警机和142中队的F-16起飞并执行扫尾任务：击落任何试图逃亡希腊的直升机或小型飞机。

11时42分，一架土耳其的黑鹰直升机突破封锁，向希腊发出求救信号，并在8分钟后由两架希腊F-16护航下降落在亚历山德鲁波利斯机场，直升机降落后7名军事人员和1位平民由于非法入境遭到逮捕，随后他们申请政治庇护，直升机由希腊控制。土耳其外交部长梅夫吕特·恰武什奥卢表示土耳其希望引渡逃到希腊的人员并将直升机归还给土耳其，而希腊将与土耳其合作。

土耳其军方当地时间16日中午时分宣布正式挫败政变企图。这次持续不到24小时的未遂政变已经造成超过200名军人、警察和平民死亡，1000多人受伤。