В ночь с 3 на 4 августа южновьетнамские коммандос провели очередной рейд в рамках OPLAN 34-A, в ходе которого четыре катера обстреляли береговые сооружения в Виньшоне. За одним из катеров противник бросился в погоню. Это случилось за много километров от того места, где северовьетнамцы все еще пытались отремонтировать три поврежденных накануне катера. Однако специалисты по радиоперехвату в Фубай неверно интерпретировали поток радиосообщений противника, решив, что тот готовит еще одну атаку на корабли США. В 16:56 станция в Фубай передала новое предупреждение с пометкой «Особо важно». В тот день, 3 августа, катер класса Swatow действительно вел радиолокационное наблюдение за американскими кораблями, но с безопасного расстояния. Несмотря на несколько напряженных часов, в сторону Maddox и Turner Joy не было сделано ни одного выстрела.

Никто в Вашингтоне не предложил прекратить операцию «Десото». На следующее утро, 4 августа, два эсминца продолжили вести радиоразведку в прибрежных водах ДРВ. В тот день в Тонкинском заливе бушевал шторм. В 18:40 г. станция радиоперехвата в Фубай снова выдала предупреждение: «ВОЗМОЖНОСТЬ НОВЫХ ОПЕРАЦИЙ ДРВ ПРОТИВ ПАТРУЛЯ ДЕСОТО СЕГОДНЯ ВЕЧЕРОМ». Меньше чем через 2 часа Maddox сообщил, что его радары захватили двух «скунсов» (неопознанные надводные цели) и три «телеги» (неопознанные воздушные цели) на расстоянии более 150 км. Позже Геррик предположил, что последние могли быть ложными «отраженными сигналами» от китайского острова Хайнань. В 20:45 Геррик сообщил о потере радиолокационного контакта с надводными целями, а в 21:08 — о появлении новых. Поднятые с авианосца штурмовики Skyhawk смогли разглядеть на фоне темного бушующего моря только белые кильватеры от самих эсминцев, но никаких признаков катеров противника. В 21:34 радар Maddox захватил надводную цель на расстоянии менее 9 км, которая приближалась со скоростью 40 узлов; оператор на Turner Joy также сообщил об обнаружении активности. Сразу после этого команда гидроакустиков уловила характерные шумы, которые боевой информационный пост Maddox — хотя и не сами акустики — идентифицировал как приближающиеся торпеды. В 21:40 Геррик, под оперативным командованием которого находились оба эсминца, доложил, что они ведут огонь по «атакующим», но в условиях шторма их радары не могут надежно захватить цели. Это было неудивительно, потому что все эти вражеские торпеды и катера были плодом воображения американцев.

Срочные донесения с эсминцев — «находимся под непрерывной торпедной атакой», которые были не более чем следствием ошибок неопытного технического персонала на борту и чрезмерно повышенной реакцией командования на берегу, немедленно передали в Вашингтон, где на тот момент еще было ранее утро. Находившийся на Гавайях адмирал Улисс Грант Шарп лаконично подтвердил ложные сообщения как «возобновление враждебных действий». Спустя много лет вьетнамцы опубликовали журнал боевых операций ВМС ДРВ, подлинность которого не вызывает сомнений, — согласно ему, в тот вечер рядом с американскими кораблями не было ни одного северовьетнамского катера. Между тем эсминцы в панике метались по водам Тонкинского залива, совершая безумные маневры уклонения. На Maddox так и не смогли определить цели для своих орудий, тогда как Turner Joy расстрелял больше 300 снарядов и зафиксировал две дюжины выпущенных в него торпед, несмотря на то что кружившие в небе штурмовики так и не смогли обнаружить никаких признаков врага под вспышками осветительных авиабомб. В 23:35 «сражение» резко прекратилось; Геррик доложил командованию, что им удалось потопить два вражеских катера и еще одному нанести повреждения. Однако некоторые члены экипажа скептически отнеслись к тому, что нападение вообще имело место, — в частности, вскоре стало ясно, что обнаруженные акустиками сигналы «приближающихся торпед» были вызваны характерными шумами, возникающими при боевом маневрировании самого корабля. Еще через час Геррик сообщил командованию: «ВСЯ АКЦИЯ ВЫЗЫВАЕТ МНОГО СОМНЕНИЙ» — и вскоре после этого: «НИ ОДИН КАТЕР НЕ БЫЛ НАДЕЖНО ИДЕНТИФИЦИРОВАН».

Но в Вашингтоне не знали подобных сомнений. Сразу после получения предупреждения с пометкой «Особо важно» от станции радиоперехвата в Фубай Макнамара предупредил президента о готовящемся нападении. Уже через три часа после окончания «сражения» Джонсон распорядился нанести ответный воздушный удар по северовьетнамским базам. За пять часов до вылета самолетов адмирал Шарп предупредил Пентагон, что «проверка акции показала сомнительность многих сообщений о радиолокационных контактах и выпущенных торпедах». Однако вскоре АНБ перехватило радиосообщение, в котором северовьетнамцы утверждали, что якобы «подбили два самолета в районе столкновения… Мы пожертвовали двумя катерами, но все остальные в порядке… Корабль противника также мог получить повреждения». На самом же деле речь в донесении шла о событиях 2 августа, но Макнамара не стал вникать в такие детали — в перехвате содержалось именно то, что он хотел услышать: коммунисты подтвердили факт атаки 4 августа. Министр обороны счел это донесение вкупе со «свидетельствами очевидцев» достаточными уликами для того, чтобы вынести приговор и подвергнуть Северный Вьетнам карательной бомбардировке.

4 августа в 18:00 официальный представитель Пентагона объявил всему миру о том, что произошло «второе преднамеренное нападение». Раск велел своим помощникам в Госдепе стряхнуть пыль с проекта резолюции конгресса, подготовленного Банди еще в мае. «Мы должны уничтожить не только те торпедные катера, которые атаковали Maddox, — бушевал Джонсон. — Мы должны уничтожить всю их гавань… Я хочу, чтобы они получили сполна». Министр обороны не пытался сдержать гнев президента и ничего не сделал для того, чтобы позволить ему адекватно оценить ситуацию, представив весь спектр имевшейся информации. Макнамара сначала избирательно интерпретировал, а затем сознательно манипулировал данными радиоперехвата. И в докладах президенту, и в ходе последующих докладов перед конгрессом министр обороны скрывал массу данных, свидетельствовавших о том, что северовьетнамцы были озабочены только спасением своих поврежденных катеров и даже не думали о повторном нападении на американские корабли. Этот эпизод, вошедший в историю как «инцидент в Тонкинском заливе», был абсолютно банальной вооруженной стычкой: регулярные рейды южновьетнамских коммандос в рамках OPLAN 34-A заставили северовьетнамцев держать палец на спусковом крючке, а Maddox, преднамеренно вторгшись в территориальные воды, спровоцировал их на атаку. Приказ об атаке на военный корабль США был отдан воинственным офицером-коммунистом, и многие высокопоставленные лица в Ханое, возможно кроме Ле Зуана и Ле Дык Тхо, сожалели об этом решении. Никакого «повторного нападения» не было и в помине.

Но у Макнамары чесались руки, а президент в этот критический момент избирательной кампании больше всего боялся дать республиканцам повод обвинить его в слабости. Своим быстрым и жестким ответом за нападение на американский флаг он сорвал восторженные аплодисменты избирателей. После этого у администрации не оставалось иного выхода, кроме как лгать и изворачиваться, чтобы скрыть многочисленные ошибки и откровенный обман, на основании которых было принято решение о бомбардировке Северного Вьетнама. Поздно вечером 4 августа, в 23:36 по Североамериканскому восточному времени, после получения сообщения от адмирала Шарпа о том, что самолеты поднялись с палуб Ticonderoga и Constellation, президент выступил с телеобращением к нации. «К агрессии и террору против мирных поселений в Южном Вьетнаме, — сказал Джонсон своему народу, — теперь добавилась открытая агрессия на море… Повторные акты насилия против вооруженных сил Соединенных Штатов должны быть встречены не только повышенными мерами оборонного характера, но и проактивными шагами… Мы осознаем все риски распространения конфликта, о которых другие, кажется, забывают. Наша цель — не допустить расширения войны».