وأكدت مصادر أمنية إسرائيلية أن ملاحقة نصر الله بدأت بعد حرب 2006 عبر شعبة الاستخبارات العسكرية "أمان" والموساد، لكن القرار السياسي باغتياله لم يُتخذ في ذلك الوقت. وتم الاكتفاء بمراقبته حتى تتاح الفرصة المناسبة لتنفيذ العملية. ومع انضمام نصر الله إلى "حماس" في إطار ما سماه "حرب مساندة غزة"، تسارعت خطة الاغتيال، على الرغم من محاولات تضليله بجعله يعتقد أن إسرائيل لا تخطط لتوسيع الحرب معه. وفق الرقابة العسكرية في إسرائيل.
في 19 أيلول، أعلن نصر الله في خطاب له أنه لن يوقف القتال إلا إذا أوقفت إسرائيل هجومها على غزة. إسرائيل استخدمت هذا التصريح كذريعة لتصعيد عملياتها ضد لبنان، والتي بلغت ذروتها في الاجتياح البري مطلع تشرين الأول. وفي هذه الأثناء، تم الكشف عن شبكة استخباراتية إسرائيلية تابعة "لأمان" التي جمعت معلومات دقيقة عن جميع كوادر حزب الله على مدار 18 عامًا، بما فيهم نصر الله نفسه.
قبل أيام من الاغتيال، تمكن ضابط في الاستخبارات العسكرية من تحديد مكان نصر الله بدقة. وقام رئيس "أمان" شلومو بندر بعقد اجتماع مع رؤساء الدوائر الإسرائيلية، حيث أبدوا تأييدهم للعملية. بعد ذلك، تم رفع الموضوع إلى رئيس الأركان هيرتسي هليفي، الذي صادق على الاغتيال، ومن ثم تم رفعه إلى رئيس الحكومة بنيامين نتنياهو، الذي وافق بحماس، مؤكداً أن نصر الله هو قائد عسكري رئيسي ومؤثر على الساحة الإيرانية.
بدأت إسرائيل تنفيذ عملية القضاء على نصر الله من خلال استهداف أحد أبرز مساعديه، إبراهيم عقيل، في 20 أيلول، بالإضافة إلى العديد من قادة حزب الله. في 23 من نفس الشهر، شنت إسرائيل سلسلة غارات مكثفة على مواقع تابعة لحزب الله، بما في ذلك مواقع سرية لم يكن يعرف بها سوى عدد قليل من الأشخاص. ووفقًا للجيش الإسرائيلي، دمرت هذه الغارات 80% من قدرات حزب الله العسكرية.
لم يفهم نصر الله التهديدات الإسرائيلية، وظل يظن أن إسرائيل لا تنوي اغتياله. وبينما كانت إسرائيل تشن هجمات موجهة ضده، ظن نصر الله أن الأمر ليس خطيرًا على حياته. ولكنه استمر في التحرك بحرية، حتى توصلت الاستخبارات الإسرائيلية إلى مكانه الأخير في الضاحية الجنوبية لبيروت، حيث كان يتوقع أن يختبئ داخل مجمع سكني.
خلال أربعة أيام، تمت متابعة تحركات نصر الله، وتم إعداد سرب من الطائرات الحربية المجهزة بالأسلحة والذخيرة لتنفيذ العملية. وقد تمت العملية في الساعة 18:21 عند صلاة المغرب، حيث تم قصف المباني المستهدفة بشكل مركز، وتدميرها بالكامل، مع محاولة منع أي شخص من الهروب عبر قصف جميع المخارج. استمرت الضربات الجوية لعدة أيام لمنع قوات الإنقاذ اللبنانية من الوصول إلى المكان. وكان الهدف النهائي هو "عدم خروج أي شخص من المكان حيًا".