1944年秋，日本的绝对国防圈彻底被美国打开，美军攻击日本本土已咫尺之遥。从1944年10月开始，美军的B-29轰炸机从塞班岛起飞，对东京进行了多轮空袭。然而，这一系列的轰炸却未能达到预期的效果。塞班岛距离东京约2300公里，虽然B-29的最大作战半径为2900公里，但由于长距离飞行，载弹量减少，轰炸高度限制，导致命中率降低。加之硫磺岛的存在，日军可以提前预警并拦截美军轰炸机，使空袭效果大打折扣。
硫磺岛位于塞班岛和东京之间，日军在岛上建立了雷达站和部署了战机，成为美军轰炸行动的威胁。尽管一开始有些质疑，但美国海军上将尼米兹的意见占了上风。占领硫磺岛意味着美军能够缩短轰炸机的航程，增加载弹量，提升轰炸机的命中率，并为受损飞机提供紧急降落点。
1944年10月，美国参谋长联席会议批准了硫磺岛作战计划。尼米兹原计划在1944年底发动登陆作战，但因协助陆军攻打菲律宾，推迟到1945年2月。1945年2月中旬，美军在硫磺岛海域集结了第3、第4、第5三个陆战师，兵力约6.1万人，配合400艘战斗舰、500艘运输舰和2000架飞机，将硫磺岛完全孤立。
然而，战斗一开始，美军却遭遇到了激烈的日军抵抗。硫磺岛上的地下工事和坚固火力点使得美军进攻异常困难，战斗变成了一场血战。虽然初期登陆部队因日军阵地放弃而轻松登陆，但在折钵山和元山方向，日军设置了严密的火力点，阻挡了美军的前进。
美军不断发动炮火轰炸，舰炮覆盖，坦克突击等进攻手段，试图冲破日军坚固的防线。然而，日军在坚守之下，灵活运用坑道和隐藏的火力点，以近距离射击来回击美军的进攻，使得战斗异常惨烈。陆战部队不得不通过、包等手段进行激烈的近战。
战斗持续了一个月，硫磺岛终于在1945年3月26日被美军攻占。然而，胜利的代价是巨大的。美军伤亡约为2.6万人，死亡和失踪超过5000人，而日军阵亡人数更高，但仍有上千人被俘。硫磺岛的攻坚战成为太平洋战争中伤亡最惨重的一战硫磺岛战役的胜利为美军夺取日本本土奠定了重要基础。然而，这场战斗也凸显出日本军队顽强抵抗和美军进攻的巨大困难，预示着美军在攻打本土日本时可能会遭遇更加激烈的抵抗。同时，硫磺岛战役也加剧了日本军队的衰败，使其丧失了继续在太平洋战场上抵抗的能力，为战争的最终结束铺平了道路