经过一段时间的反复谋划，11月30日，肯尼迪正式批准了一项代号为“猫鼬行动”的秘密行动计划，旨在使用一切可资利用的资源，通过古巴流亡分子的准军事行动，采取破坏、挑起骚乱乃至暗杀等手段，削弱并最终推翻卡斯特罗领导的革命政权。（13）为了协调行动，并加强对行动的监控，避免猪湾事件的重演，肯尼迪指示建立了一个高级部际特别扩大小组，任命泰勒为该小组负责人，成员包括罗伯特·肯尼迪、麦乔治·邦迪、中央情报局局长麦科恩等，国务卿腊斯克、国防部长麦克纳马拉等在必要时也参与讨论。“猫鼬行动”的计划制定、实施则由助理国防部长兰斯代尔具体负责。
    与猪湾入侵计划不同的是，根据“猫鼬行动”计划，要想根本解决古巴问题，需要美国进行公开的军事干预。“猫鼬行动”只不过是为美军的干预进行前期准备，创造必要的先决条件。美国决策者试图通过“猫鼬行动”和应急作战计划双管齐下，里应外合，待机会成熟时一举达到推翻古巴政府的意图。一位负责行动实施的中情局官员称，“猫鼬行动”应该“最大限度地使用中情局和军方的资源”来挑起古巴内部的骚乱，或诱使古巴对美国人的生命财产进行挑衅，从而为美国的全面军事干预提供“正当理由”，否则，“猫鼬行动”就没有什么意义。时任海军作战部长的安德森日后也承认，“猫鼬行动”与应急作战计划是相辅相成、互为呼应的。（14）实际上，在“猫鼬行动”计划正式出笼之前，肯尼迪、麦克纳马拉就已指示军方制定针对古巴的作战方案，准备以“压倒性力量”进行直接军事干涉，确保在最短的时间内推翻卡斯特罗政府。据此，麦克纳马拉要求参谋长联席会议（以下简称“参联会”）尽快提交报告，主要内容应包括：对古巴的军事实力进行评估；分析实现推翻古巴政府这一目标的各项计划，如全面海空封锁或军事入侵等；美国所需动用的军队以及完成任务所需要的时间；美军行动的时间表和具体行动的说明；估计美军和古巴军队的伤亡情况；行动过程中各种应急情况的预案；对古巴采取行动期间美军在世界其他地区的兵力部署情况，特别是应对潜在的老挝、越南和柏林军事冲突的能力。（15）
    参联会认为，除非美国立即采取强有力的行动，否则古巴将变成共产主义阵营的一员，“其后果对于西半球的安全来说是灾难性的”，“古巴将成为共产党国家向业已不稳定的、潜伏着危险的拉美国家输出革命的一个基地”；美国对古巴政策的主要目标在于“尽快推翻卡斯特罗政权，建立一个亲美的政府”。（16）参联会提出了五种行动方案：海空封锁，阻止共产党国家的武器装备和人员进入古巴；公开支持古巴的反政府力量；美洲国家组织对古巴进行军事干预；由来自拉美各国的“志愿者”加入美国对古巴的公开行动；美国单方面采取军事行动。参联会认为只有最后一项方案才能在最短的时间内实现美国所确定的目标，并能产生最大程度的冲击效果，负面影响是会招致不少国家的强烈批评，拉美国家会因此而对美国愈发不信任。不过军方确信，如果能迅速采取决定性的行动推翻卡斯特罗政府，届时包括对美国持批评态度的所有国家都会接受既成事实。不仅如此，美国也会因对共产主义采取果断行动而重新赢得“自由世界”的信任。参联会强调，如果美国采取公开行动，就必须确保成功，并要做到速战速决。建议精心策划一场事端，这样美军就可以“师出有名”，减少国际社会的负面反应。参联会表示，美军需要18天的准备时间，进攻开始后6-8天可以控制哈瓦那，完全占领古巴则需要一个月左右的时间，最佳攻击时间应不晚于1961年7月，并估计地面部队的各种伤亡率为16%。在随后提交的报告中，参联会又将美军反应时间增加至25天，出动6万兵力在8天之内完全控制古巴。（17）
    肯尼迪、麦克纳马拉等人审议了军方的这一报告，指示应最大限度地减少美军和古巴人的伤亡，确保行动取得成功，要求将准备时间缩短至5-7天，并就此提出更为详细的作战方案，以便具体实施，同时强调在计划付诸实施之前应严格保密。（18）麦克纳马拉与参联会商议后决定，在美军大陆司令部、战术空军司令部和海军陆战队司令部的协助下，由美军大西洋司令部的一个特别小组拟定空袭和入侵古巴的应急作战计划，在最短的时间内“推翻卡斯特罗政府，控制古巴，恢复并保持那里的法律与秩序，帮助建立一个对美国友好、支持美国政府的政权”。（19）1961年5月初，参联会正式指示大西洋司令部司令丹尼森尽快拟定对古巴的行动计划，确定并着手部署所需各类部队及装备，要求在接到指令5天内即可发起突然攻击，确保在尽可能短的时间内推翻古巴政府，并对古巴局势和关塔那摩海军基地进行有效的控制。（20）19日，大西洋司令部将计划大纲提交给参联会审议，表示5天的准备时间太仓促，要求延至18天，以确保在相对较短的时间内控制古巴。参联会对此表示同意，同时向麦克纳马拉保证，如果出现紧急情况，两个空降师仍可在8日之内对哈瓦那地区发起攻击。（21）8月初，参联会提出了日后应急作战计划的雏形：经过18天的准备，在航空母舰、战斗机的支援下，出动5.3万人的陆军和两个空降师（2.3万人），10天之内完全控制古巴。尽管如此，参联会仍希望大西洋司令部拟定一份快速反应的计划，尽可能缩短准备时间，一旦出现机会，即可迅速出击。（22）肯尼迪在国家安全委员会会议上强调，尽管用武力解决古巴问题的时机还不成熟，但美国必须为此而做好各项准备。（23）
    1962年1月兰斯代尔拟定了对古巴的行动计划，要求国防部准备一份应急作战计划，以便必要时对古巴直接采取军事行动，帮助古巴的反政府力量推翻现政权；中央情报局提出实施破坏行动的具体方案，并进一步收集相关情报，对古巴的政治、经济和军事情况做出最新的评估；国务院拟定对古巴施加更大经济压力的各项措施。（24）2月下旬，兰斯代尔敦促政府必须尽快采取行动，并为此制定了一份行动时间表：1962年3月开始启动计划，8-9月进入游击战阶段，10月在古巴挑起公开的骚乱，并最终推翻共产党政权，建立一个新的古巴政权。在他看来，最重要的是，一旦在古巴出现公开骚乱，美国政府必须立即做出反应，公开动用军事力量来“帮助古巴人推翻卡斯特罗”。他特别强调，美国独立革命之所以能够取得成功，在很大程度上是因为获得了国外及时的、强有力的政治、经济和军事援助；对古巴行动的最终成功需要美国的军事干预。（25）这一计划得到了美国高层的首肯。“猫鼬行动”计划确定可以基于以下两点来实施：第一，美国将最大限度地利用古巴人来推翻卡斯特罗政权，同时也认识到行动的最终成功需要美国“决定性地”介入；第二，鼓励古巴人采取行动，这不仅是为美国的军事干预进行必要的准备，而且也是提供理由，并有助于干预行动取得成功。（26）
    与猪湾入侵计划一样，“猫鼬行动”有一个致命的错误，即过高估计了古巴国内的所谓反政府力量，认为只要挑起骚乱，就会形成群起响应的局面。这当然是策划者的一厢情愿，他们没有认识到或者是不愿承认古巴政府得到了中下层民众的广泛支持这一基本事实。根据中情局的报告，“卡斯特罗政权有充分的民众支持，在可预见的未来有能力对付任何可能的内部威胁的发展”；虽然古巴面临着严重的经济困难，但这些困难并不是不可克服的。在中情局看来，不论是在古巴国内还是在流亡分子中间，缺乏一个富有生命力的领导层，而且也不会很快就建立起来。（27）国务院情报研究处处长希尔斯曼也明确表示，兰斯代尔的行动计划在很大程度上依赖于古巴国内存在一个政治行动组织，并获得了大多数古巴民众的支持，但是，“我还没有看到有关这一组织存在的任何确凿情报”，甚至看不到在短期内这一组织建立起来的前景；除非美国直接出兵干预，否则不可能推翻卡斯特罗政府。（28）