1945. március 25-én, a Harmadik Birodalom összeomlásának végnapjaiban az U-234 Johann-Heinrich Fehler korvettkapitány parancsnoksága alatt, a legnagyobb titoktartás mellett futott ki Kiel kikötőjéből. A XB típusú aknatelepítő tengeralattjárót már 1944. augusztus végén ideiglenesen kivonták a szolgálatból, és hónapokig tartó átalakításnak vetették alá a kieli Germaniawerft hajógyárban.
A XB volt a német haditengerészet legnagyobb hadrendbe állított tengeralattjáró típusa.
A 90 méter hosszú és 9 méter széles búvárhajó teljes vízkiszorítása 2500 tonnát nyomott, hatósugara pedig elérte a 33 500 kilométert. Az átalakítási művelet során eltávolították a beépített 30 aknacsövet, ezek helyén tárolórekeszeket építettek ki. A tengeralattjárót felszerelték a Schnorchel nevű légperiszkóppal, amely lehetővé tette a dízelmotorok levegőellátását víz alatti menetben is.
Az U-234 megkapta az akkor legkorszerűbbnek számító FuMO-61 Hohentwiel típusú lokátort, amely még jóval azt megelőzően képes volt felderíteni az ellenséges repülőket és felszíni hajóegységeket, hogy azok radarja detektálhatta volna a tengeralattjárót.
Az átalakítási munkálatokat 1944. december végén fejezték be. 1945 első három hónapja az újonnan beépített berendezések tesztelésével telt el.
A március 25-i kifutás előtt a legnagyobb titokban behajózták a szállítmányt, többek között egy szétszedett és ládákba csomagolt Messerschmitt Me-262 típusú sugárhajtású vadászgépet, optikai és rádiótechnikai berendezéseket, 22,5 kilogramm higanyt, az előfedélzet középvonalában kialakított raktárban pedig hatalmas szivarra emlékeztető, ólomszigeteléssel ellátott súlyos acélkonténereket helyeztek el. Ez volt a rakomány legtitkosabb része, tíz tonna radioaktív urán-oxid. Az U-234 teljes rakományának súlya 260 tonnát nyomott. A rakományhoz tartoztak azok a titkos dokumentumok is, amelyeket lepecsételt ládákban a kapitány fülkéjében helyeztek el. A tengeralattjáró úti célja Tokió volt. A behajózott rakományon kívül 12 személy is a fedélzetre szállt, köztük Soszi Genzo a császári légierő ezredese, repülőmérnök, valamint Tomonaga Hideo sorhajókapitány. Az U-234 rövid, ám a légteret uraló szövetséges repülőgépek miatt izgalmas út után először a norvégiai Oslo-öbölben vetett horgonyt Kristiansandnál.
A Távol-Keletre tartó hosszú út rossz csillagzat alatt kezdődött,
március 29-én ugyanis az U-1301-es összeütközött az U-234-essel, feltépve annak VII. számú üzemanyagtartályát.
A sérülés kijavítása miatt el kellett halasztani a kifutás eredetileg tervezett időpontját. A kényszerű pihenő után az U-234 1945. április 16-án futott ki az Oslo-öbölből,
hogy titokzatos uránrakományával megkezdje hosszú és veszélyes útját a felkelő nap országába.
Talán szimbolikus jelentőségű, hogy éppen azon a napon indította el Zsukov marsall az 1. ukrán frontnak a Harmadik Birodalom fővárosa, Berlin elleni végső rohamát, amikor az U-234 elhagyta Norvégiát.
A japán elméleti fizikusok már 1941 óta kísérleteztek a császárság első urántöltetű atombombájának megalkotásával. A császári titkosszolgálatnak
1944 elejére sikerült hatékony atomkémhálózatot kiépítenie az Egyesült Államokban.
Valószínű, hogy a beépített ügynökök útján sikerült információt szerezniük arról, hogy az amerikaiak már előrehaladt kísérleteket folytatnak a plutóniumtöltetű atombombával, amely jóval kisebb nehézségek árán állítható elő, mint az uránbomba.
Jürgen Rohwer német hadtörténész az 1990-es évek derekán bukkant rá azokra a levéltári dokumentumokra, amelyek azt bizonyítják, hogy 1944 decemberében Japán plutóniumizotópot tartalmazó hasadóanyag előállítására végzett kísérleteihez kért uránércet Németországtól.
A német atomkísérletekre – amelyet Werner Heisenberg Nobel-díjas magfizikus professzor irányított – súlyos csapást mért a brit titkosszolgálat 1942-ben, amikor ügynökeik megsemmisítették a norvégiai nehézvízkészleteket. Ugyanakkor az előkerült dokumentumokból az valószínűsíthető, hogy a németek már rendelkeztek olyan urán-oxiddal,
amely plutóniumizotópot tartalmazott.
Az U-234 fedélzetére behajózott ládák ugyanis a radioizotópok szállítására alkalmas modern konténerekre hasonlítottak.
Ezt a tényt valószínűsíti továbbá az is, hogy
amikor az U-234 elfogása után az amerikai szakértők megvizsgálták a ládák radioaktivitását, magas gamma-sugárzást mértek.
(Maga az urán-oxid stabil inaktív vegyület, amely csak akkor válik sugárzóvá, ha atomreaktorban neutronokkal bombázzák.) A japán kérést a németek teljesítették, és nem kétséges, hogy ehhez a legfőbb helyről, Adolf Hitlertől jött meg a jóváhagyás.
Fehler korvettkapitány szabad kezet kapott a titkos küldetés útvonalának megtervezéséhez. Az U-234 parancsnoka úgy látta, hogy a szövetségesek nyomasztó tengeri és légi fölénye miatt jóval kisebb kockázatot jelent, ha a viharos Horn-fok megkerülésével jutnak ki a Csendes-óceánra, mint ha az Indiai-óceánon át hajóznak Japánba. Fehler parancsnok Izland és a Feröer-szigetek közötti széles szoroson át tervezte a kitörést az Atlanti-óceánra.
Április 30-án – aznap, amikor sikeresen kijutottak az Atlanti-óceán végtelen víztömegére – fogta az U-234 rádiósa az Adolf Hitler haláláról szóló hírt. 1945. május 4-én, a BdU, a tengeralattjáró-flotta parancsnoka az összes bevetésen lévő tengeralattjárót arra utasította,
hogy haladéktalanul hagyjanak fel minden harctevékenységgel,
és kövessék a másnap, német idő szerint reggel nyolc órától hatályba lépő tűzszüneti egyezmény előírásait. Fehler korvettkapitány, abból kiindulva, hogy az U-234 nem harci bevetésen vesz részt, hanem szállítási feladatot lát el, úgy döntött, figyelmen kívül hagyja a BdU parancsát, és folytatja a küldetést.
Négy nappal később, május 8-án a tengeren lévő U-Bootok megkapták a hírt, hogy Németország kapitulált. A parancs szerint a még tengeren lévő búvárhajóknak meg kellett szüntetniük a kódolt rádióforgalmazást, és meg kellett semmisíteniük rejtjelező készülékeiket, illetve kódkönyveiket.
Az U-234 aznap este külön rádiótáviratot kapott a norvégiai Bergenben állomásozó FdU Észak (északi flottilla) parancsnokától, Becker sorhajókapitánytól:
U-234. Folytassa küldetését, vagy térjen vissza Bergenbe! FdU.”
Fehler parancsnok úgy döntött, az U-234 folytatja az útját.
Csak amikor másnap, amerikai adásokból arról szerzett tudomást, hogy Japán a német kapituláció miatt nem tekinti érvényesnek a Harmadik Birodalommal hatályos megállapodásait, és internálja a német állampolgárokat, látta be a vállalkozás további értelmetlenségét.
A tengeralattjárón utazó japán tisztek sem tudták eltéríteni attól a szándékától, hogy legénységével együtt megadja magát az amerikai haditengerészetnek. Látva a parancsnok hajthatatlanságát, Tomonaga és Soszi visszavonultak kabinjukba, és öngyilkosságot követtek el.
Az U-234 felvette a kapcsolatot a szövetségesekkel,
majd 1945. május 17-én megadta magát a USS Sutton amerikai rombolónak.
A Sutton 1945. május 19-én, ragyogó napsütésben futott be zsákmányával a New Hampshire-i Portsmouth kikötőjébe. Az U-234 küldetése ezzel végleg befejeződött.
Az urán-oxidot tartalmazó konténerekre eleinte nem sok ügyet vetettek az amerikaiak.
Csak 1945. július 24-én, miután Geiger–Müller-számlálóval felszerelt amerikai tudósok alaposan megvizsgálták az acélkonténereket, emelték ki és szállították el azokat szigorú biztonsági intézkedések közepette. A konténereket az amerikai atomkutatás központjába, Oak Ridge-be vitték. Július 24-én az amerikaiak legszörnyűbb rémálmukkal szembesültek a saját sáncaikon belül.
Noha ma sem tudni pontosan, hogy az U-234 fedélzetén talált urán-oxiddal mi lehetett a japánok konkrét célja, a hír riadóként hatott a washingtoni zárt ajtók mögött. Az amerikai hírszerzés nem rendelkezett ugyanis pontos információkkal arra nézve,
hogy Japán mennyi hasadóanyagot halmozott fel,
de az U-234 szállítmányát megismerve reális veszélyként értékelték a karnyújtásnyi közelségbe került japán plutóniumbomba rémképét.
Azt ugyanis egyetlen amerikai tényező sem kérdőjelezte meg, hogy amennyiben Japán atomfegyver birtokába jut, azt habozás nélkül be fogja vetni az anyaországi partraszállásra készülődő amerikai haderő ellen. Az U-234 küldetése ezért bizonyosan szerepet játszott a Hirosimára mért 1945. augusztus 6-i atomcsapás végső elhatározásban.