1983年5月初，孙天勤作为试飞小组成员，被派到大连周水子机场执行歼-7M试飞任务，孙期间一直在秘密地做具体的准备，精确地计算东飞航路，将大连到执行试飞任务的空中转弯点，以及转弯点到韩国的距离、方位详细背记。策划过程的各个细节，在心中反覆的演练。
8月5日的试飞任务期间曾计划叛逃，但因油料不足无法实施，只得不动声色的按原定任务降落，等待下一次机会。
歼7M是当时中国的新型战斗机，叛逃后被运往台湾，图中可见机场上的台湾军机
8月7日下午13点50分，孙天勤再次驾机执行任务，孙同僚机一起起飞，塔台通知可以直接进入转弯点时，孙观察油量表，认定油料足够飞到韩国，于是立即开始实施叛逃飞行。
首先迅速关闭应答机，按住无线电通话系统发话按钮，让僚机无法与塔台通话(两机共用一信道与地面联络)，然后掉转机头，紧急下滑转弯，飞机高度从原来的8000米急剧降到1500米，同时故意急迫喊到：“座舱冒烟!座舱冒烟!”以使航管人员以为飞机发生故障。孙天勤不仅飞走了一架当时我军最先进的飞机，还“顺便”带走了一项重要的科研项目，这就不光是个政治影响问题，还涉及到军事的泄密!
当飞机继续下降到500米高度，又喊：“不行了!我要跳伞了!”，然后不再回答，随即贴海以高亚音速飞往韩国。飞过15分钟后，为节省油料，重新爬升到6000米高度。
