این عملیات ۱۲ روزه موجب آسیب جدی به زیرساختهای هستهای ایران و کشته شدن دهها فرمانده نظامی و دانشمند شد.
روزنامه والاستریت ژورنال در گزارشی تحقیقی نوشت که عملیات «طلوع شیران»، حاصل یک دهه برنامهریزی محرمانه ارتش اسرائیل بوده است. در این عملیات، اسرائیل توانست با ایجاد یک شبکه پیچیده از عوامل نفوذی در داخل ایران، اطلاعات دقیقی از موقعیت فرماندهان و تأسیسات حیاتی هستهای جمعآوری کند.
براساس این گزارش، اسرائیل خلبانان خود را برای پروازهای رفتوبرگشت بین اسرائیل و ایران آموزش داده و همزمان شبکهای از جاسوسان را در ایران فعال کرده بود. این عوامل، پهپادهای کوچک را درون محمولههای بار و چمدان وارد کشور کرده و فرماندهان ارشد نظامی ایران را زیر نظر داشتند.
فهرستی از ۲۵۰ هدف حساس شامل دانشمندان هستهای و فرماندهان نظامی تهیه شده بود و بهطور همزمان تحت حمله قرار گرفتند.