זו הייתה הפעולה הגדולה ביותר של לח"י נגד הבריטים אבל היא הייתה גם הפעולה עם מספר הנופלים הגדול ביותר, אחד עשר לוחמים. עשרים ושניים לוחמים נוספים נתפסו ונידונו למוות בתליה, ורק בלחץ רב הוחלף עונשם למאסר עולם.
ההתקפה על בתי המלאכה של הרכבת במפרץ חיפה בוצעה באור ליום שלישי, י"ט בסיוון תש"ו (17 ביוני 1946) על ידי אנשי ארגון לח"י במסגרת תנועת המרי העברי נגד השלטון הבריטי בארץ ישראל. זו הייתה הפעולה הגדולה ביותר של לח"י נגד הבריטים אבל גם הפעולה עם מספר הנופלים הגדול ביותר.
ביוני 1946 חידשה תנועת המרי העברי את פעולותיה בעקבות סירובה של ממשלת בריטניה לתת אישורי עליה ל-100.000 יהודים פליטי השואה. ההתקפות הגיעו לשיאם בשתי פעולות: ליל הגשרים שבוצע על-ידי ההגנה בי"ח בסיוון (16 ביוני) ובהתקפה על בתי המלאכה של הרכבת שבוצעה על ידי לח"י למחרת. שתי התקפות בקנה מידה גדול שהצליחו מבצעית, אך הסתיימו במספר נפגעים גדול. בתגובה לפעולות אלה יזמו הבריטים, כעבור כשבועיים, בשבת פרשת 'קרח' ל' בסיוון (29 ביוני ) את תוכניתם לחיסול הכוח היהודי הלוחם (מה שנודע ביישוב היהודי בשם "השבת השחורה").
לגבי לח"י הייתה התקפה זו שיא הפעולות מבחינת היקפה, ומספר המשתתפים הרב שדרש את ביצועה. לראשונה יצא לח"י לא בחוליות מצומצמות, אלא ביחידה צבאית של 45 לוחמים.
מטרת ההתקפה הייתה לשבש את התחבורה בארץ ישראל. אחד מחברי לח"י, ז'ק אלקלעי, היה עובד קבוע בבתי המלאכה של הרכבת בחיפה והכיר אותם באופן יסודי. הוא ידע את חשיבות המטרות השונות והציע את הראויות לחבלה כדי להרבות את הנזק, ולמנוע את התיקון לתקופה ארוכה. הוא ידע גם את סדרי השמירה בבתי המלאכה וסביבתם. אלקלעי הכניס לבתי המלאכה, כפועלים בלתי מקצועיים, את חברי לח"י שהיו אחראים לחוליות החבלה כדי שיידעו היכן נמצאים האובייקטים לפיצוץ.
בתי המלאכה היו מוקפים באתרים חשובים לבריטים. מדרומם-בתי הזיקוק של חברת "של" ומחסני צבא מאוכלסים בחיילים בריטים וחיילי הלגיון הערבי, לידם-שדה תעופה צבאי, משטרת קריית חיים הבריטית ומשטרת שפרעם עם כוח נייד בריטי מצויד במשוריינים. גם דרך הנסיגה הייתה זרועה במחנות צבא והיה ברור שהוא ייכנס לפעולה מיד עם הישמע הפיצוצים. התוכנית הייתה שהלוחמים ייסוגו במשאית משוריינת שלפניה תיסע מונית שאמורה הייתה לבדוק את הדרך ולאותת אחורה אם תיתקל במחסום או בכוח אויב. במקרה זה הייתה אפשרות למפקד הפעולה, להורות ללוחמים לרדת מהמשאית ולהתפזר בשטח.
למפקד הפעולה התמנה לוחם לח"י בן עמי יולוביץ שכינויו היה "בועז". לצורך ריכוז הלוחמים נשכרה דירה ריקה בקריית חרושת ליד חיפה, וביום שני י"ח בסיוון (17 ביוני) רוכזו שם הלוחמים ואמצעי הלחימה. מפקד "החטיבה הלוחמת" יעקב בנאי ("מזל") הסביר בעזרת תרשימים את פרטי הפעולה. חלק מהלוחמים נועדו לשמש חוליות אבטחה, חסימה ועזרה רפואית. במשתתפים היו גם ארבע נשים.
חוליות החסימה הגיעו למקומותיהן בשעה 19.00. תפקידן היה לחסום את כל הדרכים המובילות לבית המלאכה בעת ההתקפה. לשם כך השתמשו במוקשים, סלילי תיל דוקרני ושלטי אזהרה.
בשעה 19.30 עלו הלוחמים על המשאית המכוסה ברזנט ותוך זמן קצר הגיעו לבתי המלאכה. המשאית נעצרה 50 מטר מהשער. שנים מהלוחמים התקרבו לשער. השומרים הערבים בשער צעקו באנגלית: "מי אתם?" והשניים השיבו באנגלית: "חברים". השומרים חשדו בשניים ופתחו באש. באין ברירה נעשתה הפריצה בהתקפה ישירה. בחיפוי אש מתת מקלעים ורימונים, התקדם אחד הלוחמים ופרץ את השער בעזרת חומר נפץ.
גורם ההפתעה נעלם. השומרים הערבים פתחו באש על לוחמי הלח"י הפורצים והרגו שניים מהם. הם הונסו לבסוף באש המתקיפים. החבלנים עברו ממטרה למטרה - קטרים, גשרי קטרים ומנופים וטמנו מטעני חומר נפץ. שרשרת התפוצצויות החרידו את דממת הלילה. הפעולה התארכה ונמשכה כחמישים דקות. הבריטים חסמו את האזור והזרימו טנקים דרך השדות לחסימת נתיבי הנסיגה.
לאחר גמר הפעולה נסוגו הלוחמים מהאזור וביחד עם מניחי המחסומים עלו על המשאית בדרכם לבסיסם. בשלב זה התרחשו שתי טעויות, שחרצו את גורל הלוחמים:
1. המונית שהייתה אמורה לנסוע לפני המשאית ולהתריע על מחסום, לא הגיעה ובכל זאת אושרה הפעולה.
2. ריכוז כל הלוחמים במשאית, כאשר ברור היה שהבריטים חסמו את דרכי הנסיגה. נכון יותר היה לבצע את הנסיגה ברגל דרך השדות, בחוליות קטנות וחמושות.
המשאית נסעה בכביש המחבר את הקריות עם קריית אתא. לפתע התנגשה המשאית בטנקים שחסמו את הכביש. בטרם עמדו הלוחמים על המתרחש נפתחה עליהם אש תופת מכל הכיוונים. תוך זמן קצר התמלאה המשאית בהרוגים ופצועים. ששה הצליחו להימלט מהמקום בחסות החשיכה, תשעה נהרגו במקום ועשרים ושלושה נפצעו ונשבו על ידי הבריטים.
ההרוגים נקברו בבית הקברות בחיפה בהלוויה צנועה, בניגוד להלווייתו של יחיעם ויץ שנפל בליל הגשרים שנערכה באותו יום בירושלים ברוב-עם של תושבי העיר שנקראו על ידי ה'ההגנה' והסוכנות היהודית לחלוק לו כבוד.
ביום שני ט"ו באב (12 באוגוסט) נפתח בחיפה משפטם של עשרים ושלושה הלוחמים. הגברים הובאו מבית הסוהר בעכו וארבע הנשים, מתוכן שלוש פצועות - מבית הסוהר לנשים בבית לחם. הנאשמים כפרו בסמכותו של בית הדין לדון אותם, ודרשו לבטל את המשפט ולהעניק להם זכויות של שבויי מלחמה. הם הפריעו כל הזמן למהלך המשפט בשירם את המנון המחתרת "חיילים אלמונים". הנציב העליון חוקק חוק עוד באותו לילה, אשר התיר לבית הדין הצבאי לשפוט את הנאשמים שלא בפניהם - אם הם מפריעים למהלך המשפט.
המשפט נמשך ללא נוכחות הנאשמים וכעבור יומיים הוכרז גזר הדין: הגברים נדונו למוות בתלייה והנשים - למאסר עולם.
האסירים הגברים הולבשו בבגדים אדומים ממתינים להוצאתם להורג. הלח"י איים בפעולות קשות אם יוצא גזר הדין לפועל, ואכן, הבריטים נרתעו מתליה המונית, וכעבור שבועיים הומר גזר דין המוות במאסר עולם.
בפריצת כלא עכו בי"ד באייר תש"ז (4 במאי 1947) נהרגו שניים ממשתתפי ההתקפה על בתי המלאכה. אחד מהם, חיים אפלבוים, כתב בשבתו בכלא עכו על ההתקפה הזאת. חיבורו יצא לאחר מותו בהוצאת "יאיר" בחוברת בשם: "ולא חזרנו לבסיס".
במשך שנים סירבה ממשלת 'המערך' להנציח את הנופלים ואת הפעולה, ורק לאחר המהפך הפוליטי בתשל"ז הוקמה אנדרטה לנופלים. האנדרטה נמצאת בצד הכביש בין הקריות לקריית אתא, במקום ההתקלות עם הבריטים. באנדרטה נמצאים גם שמותיהם של משתתפי ההתקפה שנפלו בפריצה מכלא עכו. מידי שנה, בי"ט בסיוון, נערכת שם אזכרה ממלכתית לנופלים.
כאמור, האזכרה תיערך היום בשעה 18:00 באנדרטת הנופלים, ברח' זבולון בקרית אתא. שעתיים קודם לכן, בשעה 16:00 תיערך אזכרה ללוחמים הנופלים בבית הקברות בחיפה.
בחודשים האחרונים מוקם במוזיאון הרכבת בחיפה, קרון הנצחה לפעולה ולנופלים בה. עלות הקמת הקרון כמאתיים אלף ₪, מתוכם אספו ותיקי הלח"י עד כה, רק כמחצית הסכום. זו למעשה תהיה הפעם הראשונה, בה מעניקה הרכבת יקר וכבוד לאלו שפגעו בתקניה-שלה...