عزل بنی‌صدر آغاز زندگی مخفی وی به مدت ۵ هفته بود. در این دوره هیچ‌کس از محل اختفای وی مطلع نبود. رجوی بعدها گفت که مجاهدین خلق، بنی‌صدر را پس از برکناری از ریاست‌جمهوری در خانه‌ای واقع در مرکز تهران پنهان کرده بودند. هر روز سندی تازه برای اثبات عدم کفایت وی در مطبوعات منتشر می‌شد اما بنی‌صدر که تا پیش از آن کمتر اتهامی را بی‌پاسخ می‌گذاشت، در آن شرایط ترجیح داده بود، سکوت کند. وقایع ۳۰ خرداد ۱۳۶۰ فضایی به وجود آورده بود که خشم مردم از بنی‌صدر و مجاهدین روز به روز افزوده می‌شد و برخی شعار اعدام بنی‌صدر را سر می‌دادند.

در چنین فضایی بود که حدود یک هفته پس از انتخاب محمدعلی رجایی به سمت ریاست‌جمهوری، بنی‌صدر از کشور خارج شد. وی و مسعود رجوی رییس سازمان مجاهدین خلق در روز چهارشنبه هفتم مرداد ۱۳۶۰ با یک فروند هواپیمای بوئینگ ۷۰۷ به خلبانی سرهنگ معزی، خلبان ویژه شاه، برای همیشه از ایران رفتند‌. معزی در دی‌ ماه ۱۳۵۷ پس از آن که شاه را به مصر و سپس به مراکش برد، در بازگشت از مراکش با تظاهر به جانبداری از انقلاب اسلامی وارد کشور شد اما در مرداد ۶۰ در عملیات خارج کردن بنی‌صدر و رجوی از کشور نقش محوری را ایفا کرد.

بنی‌صدر پس از فرود هواپیما در فرانسه به خانه‌اش در کشن واقع در ۳ کیلومتری جنوب پاریس وارد شد. رئیس‌جمهوری معزول ایران در ساعت ۱۰:۱۵ به وقت محلی با یک اتومبیل دولتی و به همراه تعدادی پلیس که اتومبیل او را محافظت می‌کردند، وارد آپارتمان سه خوابه‌اش در طبقه اول یک ساختمان متوسط در خیابان دوپون رویال شد که ۴۰ پلیس فرانسه از آن حفاظت می‌کردند. عمه، خواهر و دو دختر بنی‌صدر در پاریس زندگی می‌کردند و از ۲۰ ژوئیه دو روز پس از آن که دادستان تهران گفت بنی‌صدر ناپدید شده است، پلیس با جلیقه ضدگلوله به حراست از این خانه پرداخته بود.

فردای آن روز کانال دو تلویزیون فرانسه بنی‌صدر را نشان داد در حالی که سبیلش را تراشیده و در کنار مسعود رجوی، سلامتیان و سرهنگ معزی ایستاده بود. وی در پاسخ به سوالات خبرنگاران گفت: یک روز قبل ساعت ۶ بعدازظهر به وقت تهران به من خبر دادند، از این رو من در ساعت ۲۰:۳۰ سوار هواپیما شدم و در ساعت ۲۲:۳۰ به سوی فرانسه پرواز کردیم.

سرهنگ بهزاد معزی، خلبان هواپیمای نظامی که بنی‌صدر را به پاریس برد، قبل از این که در فرانسه فرود آید با رادیو به مقام‌های فرانسوی اطلاع داده بود که حامل رئیس‌جمهور سابق است که خواستار پناهندگی سیاسی است. وی پس از فرود آمدن در خاک فرانسه در گفت‌وگو با خبرنگاران به تشریح طرح فرار پرداخت. معزی که خود را یکی از طرفداران مجاهدین خلق معرفی می‌کرد با بیان این که برنامه فرار از چندی قبل با دقت از سوی طرفداران بنی‌صدر در نیروهای مسلح و اعضای گارد سابق رئیس‌جمهوری سازمان داده شده بود، گفت: «صبح روز سه‌شنبه ۶ مرداد ۱۳۶۰ یک نقشه پرواز آموزشی سوخت‌گیری شبانه را طراحی کردم و ۴ تن دیگر از خدمه هواپیما را نیز در جریان گذاشتم. عصر روز موعود مطابق معمول به پایگاه هوایی رفتیم تا خود را برای یک پرواز عادی آماده کنیم. مخازن سوخت را پر و همه چیز را مرتب کردیم. ساعت ۲۰:۳۰ دقیقه بامداد موفق شدیم بنی‌صدر را به طور پنهانی وارد هواپیما کرده و آنجا پنهان کنیم و سرانجام ساعت ۲۲:۳۰ از باند فرودگاه برخاستیم و نخستین مرحله ماموریت خود را‌‌ همان طور که طرح‌ریزی کرده بودیم، با موفقیت به انجام رساندیم.»

معزی گفت: «با پرواز در ارتفاع کم موفق شدیم از حریم ایران بگذریم؛ بدون آن که هواپیما به وسیله رادار‌ها ردیابی شود. بعد از گذشتن از فراز ترکیه، شرق مدیترانه، قبرس و بالاخره یونان پرواز کردیم و در یونان رادارهای این کشور برای نخستین بار هواپیما را مشاهده کردند.»

آن زمان روایت‌های بسیاری از چگونگی فرار بنی‌صدر منتشر شد، از جمله این که وی هنگام فرار از کشور، سوار بر اتومبیل وانت و ملبس به لباس زنانه بوده است اما ابوالحسن بنی‌صدر این موضوع را رد می‌کند. بنی‌صدر در مورد خروج‌اش از ایران با لباس زنانه به «صدای آمریکا» گفته است: «من با لباس نظامی از ایران خارج شدم.» وی دلایل خود را برای رد این ادعا اینچنین برشمرد: «یک، ممکن نبود بشود با لباس زنانه وارد پایگاه هوایی تهران شد. دو، ما چهار نفر در خودرو بودیم و اگر همه لباس زنانه داشتند، خیلی جلب توجه می‌کرد. حتی اگر یکی از آنها هم لباس زنانه می‌داشت جلب توجه می‌کرد و کسی که دم درب ایستاده بود، حساس می‌شد بفهمد او کیست. سه، ورود به آن پایگاه با کارت مخصوص ممکن بود. یعنی با لباس نظامی هم می‌خواستید وارد بشوید، اگر کارت نداشتید، شما را راه نمی‌دادند. یکی از افراد فداکار آن پایگاه کارتش را در اختیار من قرار داده بود. چهار، ساعت ۱۰ شب آن هواپیما پرواز کرد. ما ساعت هشت وارد پایگاه شدیم و مدتی هم در محوطه فرودگاه چهار نفری و یکی دو نفر از افراد پایگاه که اطلاع داشتند، یک حلقه‌ای ایجاد شد و آنجا بودیم. تصور کنید اگر با لباس زنانه بودیم، جلب توجه می‌کرد.»