太平洋戰爭中，就在美軍第3艦隊加緊圍攻日本的時候，美國陸軍航空兵對日本市區的轟炸也開始逐漸升級，一暮暮人間地獄劇即將不斷上演。
1945年3月，美軍費了九牛二虎之力佔領的硫磺島為美國陸軍航空兵提供了一個進出馬裡亞納群島的緊急降落機場。與德國不同的是，日本的工業區大都設在市中心，大多數的日本工廠和加工設施散布在居民區裡，所以美軍無法做到在襲擊軍事目標的時候不對附近居民造成傷害。而且到1945年，為了儘早結束戰爭，美軍也只能這樣做了。
為了更大限度地打擊日本的工業區，美軍第21轟炸機編隊指揮官柯蒂斯·李梅少將制定了一個新的轟炸戰略。為了提高轟炸能力，B-29轟炸機將攜帶少量武器在夜間向這些目標做低空飛行，等到接近目標後再大範圍地投下凝固汽油彈，以便最大限度地摧毀敵人的設施。
美國人知道這種戰略將會波及數以萬計的平民，但在當時也只有這樣才能摧毀日本的軍事生產能力。為了檢驗轟炸效果，李梅在白天試著對名古屋和神戶進行了小規模襲擊，結果令人非常滿意。於是，美國陸軍航空兵最高司令部命令開始執行新的轟炸。
3月9日早上，一大群B-29「超級空中堡壘」轟炸機離開位於關島、提尼安和塞班島的基地，殺奔島國首都，東京。
3月9日的當天傍晚，出發的325架B-29飛機中，有279架在東京市區一共扔下了1,665噸燃燒彈，而20架轟炸機則作為第二梯隊。通過從大多數B-29上卸下航炮和自衛機槍，並在較低的高度巡航而節省下的的燃料使美軍的載彈量比二月份時翻了近一番，達到每架轟炸機將近6噸。
B-29機組人員在月光下駛向日本海岸時，他們穿著防彈背心，一種非常笨重的插了鋼板的衣服，據說可以阻止被流彈所傷。一些人還戴上了防護頭盔，美軍飛行員就這樣在令人恐懼的低空飛入日本人的領空。
美國歷史學家約翰·託蘭德後來回憶說，當天轟炸的主要目標是東京市中心的一段12平方英裡的區域，被稱為東京「最熱鬧的地區」。
儘管戰時短缺使當地的大多數企業關閉，但該地區仍是人滿為患：估計有750,000名工人擠在12平方英裡的低收入房屋和家庭經營的工廠中。它也許是當時地球上人口最稠密的地方。
警報聲在午夜鳴響，但顯然很少有日本人擔心。他們已經習慣於反覆發出的警報，其中大多是令人討厭的虛假警報。此外，廣播報導只提到美國飛機在朝東北50英裡的港口城市Choshi飛行，似乎對日本首都沒有緊迫的威脅。
美國人的第一批轟炸機只是探路者，飛機在東京上空低空快速行駛，在5,000英尺處時速近300英裡。他們的導航員們在抵達目標的的同一時間開始完美地工作。B-29轟炸機以彼此成直角相互接近的方式打開了炸彈艙門。成捆的燃燒彈落向地面，逐漸造成整個城市被點燃。凝固汽油彈開始爆炸時，它們在地面上形成了火熱的十字架，猶如即將開啟的地獄之門。
第一批的探路者表現非常出色，為隨後的轟炸機定下了目標。最好的標誌物是東京電力公司的那座高大建築物。炸彈燒焦了被火焰吞沒的建築物，提供了幾乎不容錯過的瞄準點。
對於尾隨的轟炸機，地面燃燒的十字型火跡牢牢的標定了該地點。美軍後續的每個小組和聯隊都有指定的目標區域，因為轟炸任務的策劃人員已將廣袤的東京劃分為數十個單獨的火區，以避免在一個地區過度集中轟炸。
B-29轟炸機在4,900英尺至9,200英尺之間的轟炸中，有93％的燃燒彈擊中了低矮的城市工業區。正如李梅所預料的那樣，日本人的防空火力已經完全飽和。探照燈向天空掃過淡淡的白色弧形，偶爾照亮一架經過的轟炸機，但卻很少有高射炮能夠到飛機。
這次大轟炸是亞瑟·R·布拉希爾少校的第十次任務。他所在的飛行隊的目標是阿拉河和田川之間的第一個火區。他的航空筆記記錄了大多數飛行員對防禦的反應：
「夜間在5,000英尺高的地方投擲燃燒彈。日本人的各種高射炮，大多不準確。雖然沒有成功，但這也讓我們感到非常害怕！」
幾乎有100萬枚M-69型凝固汽油彈從夜空中降落下來，無論他們擊中何處，他們都會噴出裝滿了凝固汽油彈的粗棉布袋。在幾分鐘之內，小小的「火熱的煎餅」就產生了成千上萬的小團火，吞噬了它們接觸到的所有東西，聚結並膨脹成一團轟隆隆的大火，這與以前的戰爭施加於人類的任何爆炸物都不一樣。
一位法國維希記者在現場報導：
「明亮的閃光照亮了天空的陰影，聖誕樹在夜晚的深處綻放著火焰，然後在曲折的火焰中，炸彈凌空的嘯叫聲不斷傳來。襲擊開始後不到15分鐘，被風颳起的大火開始掠過這座木製城市的深處。」
當城市上空的天空變得過熱時，大量空氣以「煙囪效應」的形式從多層建築物中吸進，將涼爽的空氣從地面排出，以供不應求的煙囪供氣。隨著越來越多的地面空氣從更遠的地方被吸進大火中，烈焰風暴自發地蔓延開來。
充分發展的大火讓人恐懼，它看起來像是一個活生生的惡魔，不斷產生越來越高的風，旋風旋轉，同時滋生了上升氣流，即使火焰消耗了燃料，建築物也吸收了大氣中的氧氣，從而滿足了這個惡魔的貪食慾。大多數火災受害者不會被燒死。相反，隨著一氧化碳迅速達到致命水平，人們會因缺氧和過量吸入煙霧而窒息而亡。
那天晚上的東京，一些市民感覺好像來到了地獄之境，地獄之境從地殼中升起，以地表為食。人們在烈焰般的咆哮，建築物倒塌和可怕的人類之間的擁擠擁擠之中，因灼熱而驚慌失措。一些倖存者突然發現自己全身赤裸，大火燒掉了自己的衣服，而皮膚基本保持完好無損。
在那些可怕的夜晚裡，人們看著事情以前所未有的狀態發生。過熱的環境空氣使水從池塘和河中沸騰，而液態玻璃的雨則在旋風的推動下飛揚。溫度達到華氏1800度，甚至融化了消防車輛的車架。
數十年來日本人的措手不及和自滿情緒造成了慘痛的後果，整個東京市213平方英裡內僅有8,000名消防員。到處是擁擠不堪的木製住房，甚至更糟的是，防火通道太少，無法阻止一場大火蔓延到另一場大火。那天晚上，即使是有足夠的防火措施也可能無濟於事。
當天美國人的轟炸機還擁有一個堅不可摧的盟友，東南風！狂風將燃燒的餘燼從一個地方吹向另一個地方。火落在哪裡，哪裡就會變成一片火海，無法控制。
東京的消防部門從空襲的頭幾分鐘開始，就進行了一場註定會失敗的施救行動。消防隊長在這個可怕的夜晚不停的從一個區域衝向另一個區域，並試圖協調嚴重不足的消防資源，在這個過程中，連消防部門的車輛都兩次起火。
東京的消防員不得不靠人力拖著的水車和手動水泵來撲火，這些都是救火車的糟糕替代品，因為許多消防車在大轟炸的一片混亂中，無法動彈，統統化為了灰燼。整個東京有將近100輛消防車被焚毀。這些數字在大災難的背景下看似很小，但卻進一步加劇了燃燒中的這座城市的悲情色彩。
在居民區，情況也好不到哪裡去，滅火的負擔落在成千上萬無可依靠的底層居民身上。亂作一團的人們試圖用弄溼的衣服或沙袋撲滅大火，或者徒勞地試圖用桶裝水撲滅美軍扔下的燃燒中的凝固汽油。
哀嚎的人們無處不在，人人都妄圖自求多福。工廠工人土倉秀三爬進學校屋頂上的水箱，救了家人和自己。土倉後來做了一個丹麥童話般的比喻：
「當天晚上的整個奇觀以其刺眼的燈光和雷鳴般的聲音使我想起了煉獄般的繪畫，這是地獄深處的真正地獄。」
甚至戒備森嚴的日本皇家宮殿都在大火中無法倖免。當狂風夾雜著大火襲來，燃燒的餘燼落入皇帝林園，灌木和綠植瞬間便被點燃。宮廷警衛和工作人員不得不用水桶甚至樹枝來撲滅火焰。
裕仁天皇和皇后皇帝在地下掩體躲過了這次大轟炸的襲擊。皇后在三天前剛剛過了她的42歲生日，現在取而代之的是，他們嘗到了從過濾器和通風口漏進來的帶有刺鼻硫磺味和屍體焦臭味的外部空氣。
第二天上午，東京市中心倖存下來的居民回到他們被炸毀的家中，想看看周圍還剩下什麼。然而他們見到的只是一個被夷為平地的，滿是灰塵、水泥、碎鋼筋的家。有些受害人試圖跳河逃生，但是河水早已蒸發且滿是開始膨脹的屍體和其他物品；地面上則躺滿了橫七豎八的被大火燒焦的屍體。這次轟炸導致在41平方千米的區域內死傷13萬人，摧毀建築物267000間，100多萬人無家可歸。
美國空軍準將託馬斯·鮑爾的B-29擁有足夠的燃料，他的飛機繞著地上蔓延的地獄般的燃燒場景飛了90分鐘，逐一觀察了地面不斷加劇的災難。由於空中拍攝的照片在一天內或更長時間內暫時無法提供，因此聯隊司令部配備了製圖員來繪製大火的範圍，以便立即在關島對轟炸效果進行評估。
他指出，第一枚投下的炸彈擴散從到完全發展的爆炸只用了30分鐘。實際上，還不到一半預估的時間。在地面上，一些目擊者報告說，從第一枚炸彈襲擊發生的那一刻起，距離「地獄之火」只有14分鐘的路程。
狂風和怒火也可能威脅到製造它的美軍飛行員。市區上空的轟炸機工作人員不得不應對風切變和強大的熱量。大火借風勢造成了強烈的旋風和垂直風，可能會將50噸的轟炸機像紙片一樣拋向空中。
那天晚上執行首次任務的戈登·羅伯遜上尉和他的第29小組乘員便經歷到了令人恐懼的這一幕。
羅伯遜和他的副駕駛在5600英尺高被日本人的探照燈照射到，他們的視線幾乎被眩光所遮蔽，當時他們正在為了保持機翼水平直到「卸下炸彈」而努力。那個時候，大轟炸已經接近高潮，令人難以置信的上升氣流將B-29轟炸機輕而易舉的抬升了5,000英尺。這些飛行員後來回憶說，他們手中的這架龐然大物就感覺到「就像在颶風中的一根羽毛一樣上下飄飛。」
羅伯遜的轟炸機突然翻滾，機翼傾斜一個角度，驚人地超過了垂直方向。飛行員和機組人員意識到B-29內碎屑橫飛：從沙子和菸頭到從地面掉下來的氧氣面罩的所有物品。飛行員意識到他們的機體已經整體翻轉過來。看到「下面」的熾熱世界突然出現在駕駛艙頂部，真是令人不寒而慄，終生難忘。
當晚約有90名美國飛行員在空襲中被擊落，至少六人隨後被俘虜。299架次有效飛行中的，共計有14架因日軍的防空火力或飛機的機械故障而被擊落，或自行迫降，其中包括兩名機組人員在惡劣天氣中喪生，三架轟炸機在海上迫降，一架飛機墜毀在硫磺島上。美軍飛機的戰損率接近4.6％，與李梅之前預測的5％的戰損率非常相符。
東京上空的B-29機群開始向南轉彎，其玻璃機鼻開始有灰燼覆蓋，機身內部人員開始感覺到令人難聞的氣味。儘管他們的飛行高度遠低於大氣層的標準10,000英尺，但仍有一些人戴上了口罩，以逃避飄上來的地面燃燒的屍體的惡臭。
事後，東京大轟炸中的倖存者開始努力應對這一史無前例的大規模災難。當時的醫療服務已經減少到微不足道：首都唯一的軍事救援單位有9名醫生和11名護士。甚至首都的民事和軍事緊急服務相結合，都無法以前所未有的規模緩解當地處於水深火熱之中的人們的痛苦。
「堆積的屍體被拖到卡車上，」佐佐木富佐子回憶道。
「到處都有死人和煙霧的惡臭襲來。我看到人行道上有人被烤死。最後，我終於充分了解到美國人空襲的真正破壞力。」
美國情報部門監聽了日本一家廣播電臺的報導，該報導說：
「紅色的火雲不斷蔓延，國會大廈的塔在紅色的天空背景下呈黑色。晚上的時候我們以為整個東京都化為灰燼了。」
由於恐慌引起的謠言傳播，日本人對這場災難的誇大說法導致傳聞中該市多達40％的土地被毀。實際上，那天晚上只有7％的東京都會區（16平方英裡）被夷為平地。但是，美軍的大轟炸是在不到三個小時的時間內就達到了這一破壞水平。
對這次東京大轟炸的殺傷力最嚴密衡量的是一個驚人的數字。自去年11月以來的10次襲擊中，東京的死亡人數還不到1300人。然後，從字面上看，第一次大轟炸的一夜之間，至少有84,000人喪生，40,000人受傷。（有10萬人死亡的報導可能包括下落不明的流離失所者。）超過25萬棟房屋被摧毀，110萬人無家可歸。
轟炸對日本工業的損害是巨大的。被破壞或嚴重破壞的16個設施包括鋼鐵生產，石油存儲設施和公共服務設施。沒有人能計算出在居民區被燒毀的不計其數的小型工廠和家庭商店的具體數量。
日本陸軍總參謀長大沼晴男將軍對美軍東京大轟炸的評論中，最富啟發性的評論之一是：「爆炸性轟炸對首都的組織和日本工廠產生了巨大影響，與此同時，主要生產力停止了。它也極大降低了人民繼續戰爭的意願。」
內政部官員竹內德次從平民角度回應：「 1945年3月10日對東京的大規模燃燒性襲擊絕對使我意識到戰爭即將失敗。」
李梅的大火在東京持續了整整兩個晚上，而在名古屋上空也飛來了310架轟炸機。但是，大氣條件遠不及東京有利，許多初次火災從未合併為大火。大約僅燒了兩平方英裡。
第二天，3月13日，輪到大阪了。
大阪市八平方英裡的工業和港口地區被燒焦了。隨後美軍又在3月16日至17日對神戶進行了轟炸，在19日再次對名古屋進行了轟炸，每次美軍都派出300架或更多的B-29。
這五次轟炸任務共執行了大約1400次轟炸，轟炸或燃燒了日本本島近30平方英裡的城市工業區。美軍一共損失了21架B-29轟炸機。
戰後戰略轟炸調查初步得出結論，在14個月內，約有33萬日本人死於B-29的大轟炸，其中六個月內在大轟炸裡死去的人佔絕大多數。實際死亡數字是未知數，但就背景而言，英美在歐洲的戰略轟炸在四年內殺死了50萬至60萬德國人。
權威人士聲稱，與廣島或長崎的原子彈爆炸相比，對日本本土的大轟炸造成的人員傷亡更多，而造成死亡人數的爭議仍然持續到今天。但是有一件事是不爭的事實：對日本城市工業地區的大火襲擊造成了大規模的破壞，其規模和效率在此之前或之後的人類戰爭史上都很少見了。
美軍的空中力量這一次贏得了可怕的決定性勝利，在殘酷的戰爭中，最後的犧牲者永遠是最底層的平民百姓。