東京大轟炸，是第二次世界大戰期間美國陸軍航空隊對日本東京的一系列大規模戰略轟炸，主要指1945年3月10日、5月25日兩次轟炸。這一空襲史稱「李梅火攻」。
美軍在歐洲曾使用日間精確轟炸戰術，但因日本的天氣並不適合此戰術，最終美軍決定在夜間進行地毯式燃燒彈轟炸，派出轟炸機在1,500-2000米的高度轟炸日本的大城市。
主要原因是日本工業與德國完全不同，主要是由散布在居民區的小作坊生產零部件和預製件，再送到大工廠進行組裝。晝間高空精確轟炸根本無法摧毀星羅棋布的小作坊，也就無法有效地打擊日本軍事工業。美軍的戰略轟炸造成的傷亡比後來的原子彈攻擊還要多。
早在1941年的珍珠港事件後，美國曾派出16架B-25轟炸機襲擊日本的東京、橫濱、名古屋和神戶的油庫、工廠和軍事設施。但這次攻擊主要是象徵性的任務。而且在將近兩年多的時間裡美軍都沒有條件組織對日本本土的戰略轟炸。
1944年11月一1945年8月，美國空軍對日本98座城市實行戰略轟炸，共出動B一29轟炸機3.3萬架次，投彈16萬噸，炸死23萬人，炸傷35萬人，全日本24%的房屋變成廢墟，1600架飛機被摧毀，1650艘船艦被擊沉擊傷。
1945年1月，柯蒂斯·李梅（Curtis LeMay）少將被任命為第21轟炸機部隊司令，2月19日，第20航空軍的指揮部發出了將「試驗性」燃燒彈空襲提到了優先位置的新命令。
美軍在1945年2月23日至24日首次對東京採取大規模燃燒彈攻勢，當晚174架B-29轟炸機在東京拋下大量凝固汽油彈（Napalm），把東京約2.56平方千米的地方焚毀。這更堅定了李梅實施大規模夜間火攻的決心。
李梅重新評估局勢，想出了一個重大的戰術變化。他決定在下次的任務中，拆除轟炸機上所有的槍炮炮塔以及彈藥 ，以減輕 B-29 的重量，以攜帶更多的燃燒彈，並在五千到六千尺的低高度間展開夜間轟炸。引發大火來震撼日本國民，破壞散布在居民區的生產零部件和預製件的小作坊，達到徹底癱瘓日本軍事工業的目的。
1945年3月9日夜間，334架B一29從關島直撲東京，實行輪番地毯式轟炸，投下2000餘噸燃燒彈，市中心41平方公裡被夷為平地，26．7萬幢建築物付之一炬，共炸死燒死83793人(實際死亡可能超過9萬人)，超過1923年9月1日東京大地震的死亡數(7.3萬人)；另有10萬人被燒成重傷，100萬人無家可歸。
1945年3月9日的轟炸可能是人類歷史上最具破壞性的非核武空襲，投下逾2千噸燃燒彈。東京約1/4被夷為平地，近10萬人死亡，26.7萬幢建築付之一炬。破壞力可以和後來的原子彈爆炸相比。大火之後日本政府花了二十五天的時間才將燒焦的屍體清除完畢。
美國對日本的戰略轟炸也引起了對使用燃燒彈的道德爭論，策劃轟炸行動的柯蒂斯·李梅後來也指出如果美國戰敗，他本人肯定會被控犯下戰爭罪行，但他也認為這次轟炸使日本的侵略戰爭提前結束，從此間接減少了人命傷亡。