(一)
自從美軍1944年7月攻佔馬裡亞納群島後，就開始建立航空基地，出動B—29重型轟炸機空襲日本本土。但馬裡亞納群島距日本本土將近1500海裡，B—29進行如此長距離的空襲，由於受航程的限制，只能攜帶3噸炸彈，僅為B—29最大載彈量的30%。而且因為航程太長，戰鬥機無法進行全程護航，因此B—29隻能在8000至9000米高度實施面積轟炸，效果很不理想。
硫磺島北距東京650海裡，南距馬裡亞納群島的塞班島630海裡，幾乎正處在兩地的中間，島上的日軍不僅可以向東京提供早期預警，而且可以起飛戰鬥機進行攔截，甚至還不斷出動飛機攻擊美軍在塞班島等地的機場，更是大大降低了美軍對日本本土戰略轟炸的作用。硫磺島對美軍而言，簡直是如鯁在喉。如果美軍佔領硫磺島，那所有的不利都轉化為有利，從硫磺島起飛B—29航程減少一半，載彈量則可增加一倍；戰鬥機如從硫磺島起飛，可以為B—29提供全程伴隨護航；甚至連B—24這樣的中型轟炸機也能從硫磺島起飛空襲日本本土；更重要的是硫磺島還可作為B—29的備降機場，供受傷的B—29緊急降落或加油。因此美軍對硫磺島是勢在必得！美陸軍航空兵(即美國空軍的前身)司令阿諾德上將於1944年4月17日向美參謀長聯席會議提出攻佔硫磺島的請求，美參謀長聯席會議隨即同意這一請求，責成太平洋戰區擔負此項作戰，太平洋戰區總司令兼太平洋艦隊總司令尼米茲上將為就近指揮，將其指揮部從珍珠港移至關島。
1944年10月初，太平洋艦隊司令部的參謀人員就將進攻硫磺島的計劃制定出來，參加作戰的地面部隊為第5兩棲軍，下轄海軍陸戰隊第3、4、5師，共約6萬人，由霍蘭·史密斯中將指揮；登陸編隊和支援編隊，由凱利·特納中將指揮；米切爾中將指揮的第58特混編隊負責海空掩護；所有參戰登陸艦艇約500艘，軍艦約400艘，飛機約2000架，由第五艦隊司令斯普魯恩斯上將統一指揮。
由於參戰部隊中相當部分正在支援對呂宋島的登陸作戰，硫磺島戰役只得等呂宋島戰役結束後的1945年1月才能開始，又因為呂宋島戰役進展緩慢，結束的日期從計劃的1944年12月20日推遲到了1945年1月9日，尼米茲再將硫磺島的作戰推遲到1945年2月中旬。
硫磺島，位於小笠原群島南部，是該群島的第二大島，北距東京1200餘公裡(650海裡)，南距塞班島1100餘公裡(630海裡)，東南距馬裡亞納群島500餘公裡(290海裡)。島長約8000米，寬約4000米，形狀酷似火腿，面積約20平方公裡，島的南部有一座尚未完全冷卻的死火山，叫折缽山，海拔160米，終年噴發著霧氣，硫磺味瀰漫全島，故此得名。折缽山以北有一片比較寬闊平整的高地，稱為中部高地，再往北，地形逐漸起伏，並有數座山峰，被稱為元山地區，島上大部分地區都覆蓋著厚厚的火山灰。雖然硫磺島島小人少，但正處在東京與塞班島之間，戰略地位非常重要。
在1944年前，日軍僅僅把硫磺島作為太平洋中部與南部的航空中繼基地，只部署了海軍守備部隊1500餘人和飛機20架。1944年馬裡亞納群島失守後，硫磺島的重要性日趨明顯，日軍才開始大力加強其防禦力量，3月下旬將4000餘陸軍部隊送上島；5月將硫磺島的陸軍部隊整編為第109師團，由粟林中道中將任師團長，並在島上配備了120、155毫米岸炮、100毫米高射炮和雙聯裝25毫米高射炮；7月海軍第27航空戰隊也調至島上。截止1945年2月，日軍在島上陸軍約1.5萬餘，海軍約7000餘，共約2.3萬人，飛機30餘架，由粟林統一指揮。日軍在島上的中部高地和元山地區各建有一個機場，分別叫做千島機場和元山機場，也叫一號機場和二號機場，並在二號機場以北建造第三個機場。由於美軍迅速攻佔了馬裡亞納群島，原計劃運往馬裡亞納群島的人員、裝備和物資都被就近轉用於硫磺島，儘管美軍組織飛機、潛艇全力出擊，企圖切斷硫磺島的增援和補給，但日軍以父島為中轉站，採取小艇駁運的方式，因此美軍的封鎖效果並不理想。
由於日軍的海空軍主力在菲律賓戰役中遭到了毀滅性的打擊，已無力為硫磺島提供海空支援，硫磺島的抗登陸作戰是要在幾乎沒有海空支援的情況下進行。粟林是出色的職業軍人，曾擔任過天皇警衛部隊的指揮官，他意識到面對美軍絕對海空優勢，灘頭作戰難以奏效，主張憑藉折缽山和元山山地的有利地形，依託堅固的工事，實施縱深防禦。但海軍守備部隊仍堅持殲敵於灘頭，最後粟林做出了折衷的方案，以縱深防禦為主，灘頭防禦為輔，海軍守備部隊沿海灘構築永備發射點和堅固支撐點，進行防禦；陸軍主力則集中在折缽山和元山地區，實施縱深防禦。
粟林決心將硫磺島建成堅固的要塞，以折缽山為核心陣地，以兩個機場為主要防禦地帶，在適宜登陸的東西海灘則是以永備發射點和堅固支撐點為骨幹的防禦陣地，日軍的防禦工事多以地下坑道陣地為主，混凝土工事與天然巖洞有機結合，並有交通壕相互連接。炮兵陣地也大都建成半地下式，儘管犧牲了射界，卻大大提高了在猛烈轟擊下生存能力。火炮和通訊網絡都受到良好保護，折缽山幾乎被掏空，築有的坑道就九層之多！針對美軍的作戰特點，粟林在海灘縱深埋設了大量地雷，機槍、迫擊炮、反坦克炮構成綿密火力網，所有武器的配置與射擊目標都進行過精確計算，既能隱蔽自己，又能最大限度殺傷敵軍。唯一不足的是，原計劃元山地區將修築的坑道工事有28公裡長，由於時間不夠，當美軍發動進攻時只完成了70%，約18公裡，而且折缽山與元山之間也沒有坑道連接。
粟林一改日軍在戰爭初期的死拼戰術，規定了近距射擊、分兵機動防禦、誘伏等戰術，還嚴禁自殺衝鋒，號召每一個士兵至少要殺死十個美軍。粟林的這些苦心經營，確實給美軍造成了巨大的困難，使硫磺島之戰成為太平洋上最殘酷、艱巨的登陸戰役。
二)
美軍對硫磺島的海空轟擊早已開始。
從1944年8月10日起，駐紮在塞班島的美軍航空兵就開始對小笠原群島進行空襲，重點是硫磺島的機場和為硫磺島進行物資補給的中轉地父島的港口設施。從8月至10月，共進行過48次轟炸，投彈約4000噸，但收效甚微。
11月24日，塞班島的美軍首次出動B—29對日本本土實施轟炸，引起了日軍極大的恐懼，並隨即作出反應，三天後即11月27日，硫磺島日軍出動了2架飛機空襲塞班島美軍B—29航空基地，擊毀B—29一架，擊傷十一架。隨後的日子裡，硫磺島日軍又多次組織對塞班島美軍航空基地的空襲，至1945年1月2日，已累計擊毀B—29六架，嚴重威脅著美軍B—29航空基地的安全。為壓制硫磺島日軍飛機的襲擾，美軍於1944年12月8日組織了一次海空協同突擊，出動飛機192架次，其中B—29重轟炸機62架次，B—24中型轟炸機102架次、重巡洋艦3艘、驅逐艦7艘，共投擲炸彈814噸，發射203毫米炮彈1500發、127毫米炮彈5334發，這樣猛烈的轟擊，卻並未徹底摧毀硫磺島機場，僅僅起了短暫的壓製作用。自這次海空協同突擊後，美軍在12月間又組織了四次類似的海空聯合突擊。
12月9日起，由黑爾少將指揮的第七航空隊B—24轟炸機只要天氣允許，幾乎每天出動對硫磺島進行轟炸，塞班島的B—29也不時加入對硫磺島的轟炸，至1945年2月初，美軍共出動艦載機1269架次，岸基航空兵1479架次，軍艦64艘次，總共投擲炸彈6800餘噸，發射大口徑艦炮2萬餘發，其中406毫米炮彈203發，203毫米炮彈6472發，127毫米炮彈15251發。美軍如此猛烈密集的火力轟擊，由於日軍的防禦工事異常堅固，效果十分有限，對島上兩個機場也沒能予以徹底摧毀，日軍總能在空襲後迅速修復，而日軍初步領略到了美軍的火力，更加傾注全力修築以坑道為骨幹的防禦工事。
1945年1月26日，完成了對呂宋島登陸作戰支援任務的第三艦隊返回烏利西基地，進行休整。第三艦隊司令哈爾西上將將指揮權移交給斯普魯恩斯，第三艦隊隨即改稱第五艦隊，這是美軍自1944年秋開始實行的新措施，為太平洋艦隊配備了兩套司令部指揮參謀人員，在哈爾西指揮下，番號為第三艦隊；當由斯普魯恩斯指揮時則稱之為第五艦隊，一般一人在前線指揮作戰，另一人則在後方籌劃醞釀下一次作戰，這樣既能充分使用兵力，又能迷惑日軍。
最初，斯普魯恩斯和尼米茲都認為攻佔這樣一個彈丸小島，不會費多大力氣，但看了對硫磺島的空中偵察所拍攝的航空照片後，才知道在這個島上極可能存在不同尋常的防禦系統，史密斯中將仔細研究了航空照片後，表示這將是最難攻佔的島嶼，並預計要付出兩萬人的傷亡。
1月28日當負責組織對日本本土戰略轟炸的陸軍航空兵第二十一航空隊司令柯蒂斯·李梅少將前來協商航空兵如何支援硫磺島登陸作戰時，斯普魯恩斯就向他提出硫磺島對於戰爭究竟有多少價值？李梅立即肯定地表示沒有硫磺島就無法有效地對日本本土進行戰略轟炸。斯普魯恩斯這才如釋重負，決心不惜付出巨大代價攻取硫磺島。
2月2日，尼米茲來到烏利西，視察硫磺島作戰的準備情況。斯普魯恩斯提議為阻止日軍對硫磺島可能的增援，必須首先使用艦載航空兵對日本本土的關東地區機場進行壓制，尼米茲同意了這一計劃。隨後，尼米茲又前往塞班島觀看了將在硫磺島實施登陸作戰的第五兩棲軍的三個海軍陸戰隊師進行的臨戰演習。
2月10日，斯普魯恩斯以「印第安納波利斯」號重巡洋艦為旗艦，第58特混編隊司令米切爾以「邦克山」號航母為旗艦，一起率領由16艘航母、8艘戰列艦、15艘巡洋艦、77艘驅逐艦組成的航母編隊駛離烏利西，經馬裡亞納群島和小笠原群島以東，直撲日本本土。這是美軍自1942年4月杜利特爾空襲東京以來航母編隊第一次襲擊日本本土。斯普魯恩斯計劃16日抵達日本外海，以16日、17日兩天時間對日本本土關東地區的機場進行壓制性的空襲，然後再南下參加硫磺島作戰。他特別擔心日軍的神風特攻隊的威脅，所以每艘航母上只30架轟炸機和魚雷機，其餘全部搭載戰鬥機。為了儘量減少被日軍發現的可能，出動多艘潛艇在編隊航道前方擔任偵察搜索，而塞班島的岸基航空兵則以B—24和 B—29對編隊經過的海域上空進行巡邏警戒。編隊自身還以多艘驅逐艦在編隊前方組成搜索幕，同時以艦載機進行二十四小時不間斷反潛警戒。正是由於採取了上述嚴密的防範措施，加上惡劣天氣的掩護，美軍航母編隊於16日拂曉一直到達距東京東南125海裏海域，此地距最近的日本本土海岸僅60海裡，仍沒被日軍發現。
2月16日，美軍航母編隊出動艦載機1000餘架次，分成數個攻擊波對東京灣各機場進行攻擊，由於天空中陰雲低垂，攻擊效果並不理想。
2月17日，美軍又出動兩個攻擊波艦載機500餘架次，對關東地區的機場、飛機製造廠、錨泊船舶等目標進行了轟炸。兩天裡，美軍在空戰中擊落日機332架，在地面上擊毀日機177架，給一些機場、飛機製造廠造成了一定破壞，這次空襲的效果不是很大，但卻極大吸引了日軍注意力。當天下午，美軍航母編隊離開日本外海南下，參加硫磺島作戰。
(三)
2月14日，威廉·布蘭迪海軍少將率領由6艘戰列艦、12艘護航航母、5艘巡洋艦、16艘驅逐艦組成的火力支援編隊離開塞班島前往硫磺島。
2月15日，美海軍部長福雷斯特爾在尼米茲陪同下到達塞班島，聽取有關硫磺島戰役的匯報，並視察戰役準備。大病初癒的登陸編隊司令特納，人稱「短吻鱷」，匯報原計劃對硫磺島進行十天的炮火準備，因為軍艦無法攜帶十天炮擊的彈藥，只能進行三天的炮擊，但特納表示對面積僅二十平方公裡的小島進行三天的炮擊已經足夠，炮火未能摧毀的防禦將由登陸部隊來完成。
2月16日清晨，布蘭迪的火力支援編隊到達硫磺島海域，開始實施預先火力準備。所有戰列艦、巡洋艦都被劃分了地段，對已查明的目標逐一摧毀。為確保炮擊的準確，有幾艘戰列艦甚至在距岸邊僅3000米處對目標進行直接瞄準射擊。但由於天氣不佳，島上又是硝煙瀰漫，預定的750個目標只摧毀了17個，炮擊效果很不盡人意。日軍只以部分中小口徑火炮進行反擊，擊傷戰列艦、巡洋艦各一艘，大口徑火炮出於隱蔽考慮，一炮未發。
2月17日，美軍水下爆破隊在12艘登陸炮艇的掩護下探測海灘礁脈的航道，並清除水下的水雷和障礙物，粟林以為美軍登陸在即，下令大口徑火炮開火，將12艘登陸炮艇擊沉9艘，擊傷3艘，艇員陣亡、失蹤44人，傷152人。美軍大為震驚，島上的日軍竟然還有如此猛烈的火力，立即對這些剛暴露出的目標進行轟擊。
從16日至18日三天裡，美軍除了艦炮火力外，護航航母的艦載機也全力出擊，有的進行空中掩護；有的進行反潛警戒；有的觀測校正彈著；有的向日軍陣地投擲燃燒彈，燒掉日軍陣地的偽裝，使之暴露出來，以便於艦炮將其消滅。而塞班島的轟炸機也頻頻前來助戰，對硫磺島進行轟炸。這三天中，硫磺島幾乎完全被美軍火力轟擊的硝煙所淹沒，日軍只得龜縮在坑道裡無法活動。據統計，美軍在登陸前共消耗炮彈、炸彈24000餘噸，硫磺島上平均每平方公裡承受了1200噸，但日軍憑藉堅固的地下工事，損失輕微。
四)
1945年2月19日六時，特納率領的登陸編隊到達硫磺島海域，斯普魯恩斯和米切爾指揮的航母編隊也到達硫磺島西北海域，此時，硫磺島出現了少有的晴朗天氣，天高雲薄，微風輕拂。
六時四十分，美軍艦炮支援編隊的7艘戰列艦、4艘重巡洋艦和13艘驅逐艦開始直接火力準備，航母編隊一邊擔負空中掩護，一邊出動艦載機參加對硫磺島的航空火力準備。這次火力準備，時間雖短，但因為天氣晴朗，目標清晰可見，效果比較理想。
登陸部隊海軍陸戰隊三個師，以陸戰第四、第五師為一梯隊，陸戰三師為預備隊，在直接火力準備的同時，第一批登陸部隊八個營完成了換乘。
登陸灘頭在硫磺島的東海灘，從折缽山山腳下沿海岸向東北延伸，總長3150米，從南到北依次每450米劃分為一個登陸灘頭，代號分別是綠一、紅一、紅二、黃一、黃二、藍一、藍二。陸戰五師在南端的三個灘頭登陸，穿越島的最狹窄部，孤立或攻佔島南的折缽山，陸戰四師則在北面的四個灘頭登陸，攻擊一號機場。
八時三十分，第一波68輛履帶登陸車離開出發點，向灘頭衝擊。
八時五十九分，艦炮火力開始延伸射擊。
九時正，部隊準時開始登陸，一開始非常順利，日軍的抵抗十分微弱，只有迫擊炮和輕武器的零星射擊，美軍遇到的最大阻礙是岸灘上的火山灰，由於岸灘全是火山灰堆積而成，土質鬆軟異常，履帶登陸車全部陷在火山灰中，難以前進，後面的登陸艇一波接一波駛上岸，卻被這些無法動彈的履帶登陸車阻擋，根本無法搶灘登陸，艇上的登陸兵只好涉水上岸。見日軍只有零星的輕武器射擊，特納甚至認為照此發展，只需五天就可佔領全島。但好景不長，登陸的美軍才推進了二百餘米，日軍等美軍炮火開始延伸，粟林就下令從坑道進入陣地，根據事先早已測算好的數據，日軍炮火準確覆蓋了登陸灘頭，一時間，美軍被完全壓制在灘頭，傷亡慘重，前進受阻。
陸戰五師因為比陸戰四師晚了大約二十分鐘遭到炮擊，而且炮火相對比陸戰四師遭受的要弱，所以先頭的二十八團一營得以利用這一機會，穿越島的最狹窄部，切斷了折缽山與其他地區日軍的聯繫，二營則隨後向折缽山發起了攻擊。陸戰四師在日軍猛烈炮火阻擊下，幾乎寸步難行。就在這樣的危急時刻，美軍的艦炮火力給了登陸部隊以極其有力的支援，此次登陸，美軍登陸部隊每個營都配有艦炮火力控制組，能夠及時召喚艦炮火力的支援，而空中的校射飛機也發揮了巨大作用，準確測定日軍炮火位置引導艦炮將其消滅，可以說，在太平洋戰爭歷次登陸戰中，艦炮火力支援從沒有像硫磺島登陸戰那樣有效，在艦炮火力的大力支援下，美軍登陸部隊艱難向前推進，全天美軍共消耗127毫米以上口徑艦炮炮彈38550發，火力支援之強，史無前例。
九時三十分，美軍的坦克上岸，隨即引導並掩護登陸部隊攻擊前進。本該發揮巨大作用的坦克，大都陷入火山灰，動彈不得，少數幾輛也行動蹣跚，很快就成為日軍反坦克炮的目標，被一一擊毀。美軍只能依靠士兵用炸藥包和火焰噴射器，一步一步向前推進，而每一步都要付出慘重的代價。
十時三十分，美軍已有8個步兵營和1個坦克營上岸，正竭力擴展登陸場。
十一時，風向轉為東南，風力逐漸加大，給美軍的登陸帶來了很不利的影響，這時各團的預備隊營正在登陸，許多登陸艇被強勁的陣風吹得失去控制，甚至傾覆，再加上日軍炮火的轟擊，灘頭上到處都是損壞的登陸艇，而後續的物資和人員仍在按計劃源源不斷上岸，整個海灘一片混亂。但這樣混亂的場景因塵土飛揚，硝煙瀰漫，海面上的軍艦根本看不清楚，特納向尼米茲報告登陸部隊幾乎沒遇到抵抗，傷亡輕微。
十二時許，美軍陸戰四師二十三團才前進了450米，接著繼續在火力支援下攻擊前進，直到十四時，才攻到一號機場。而四師的另一個團二十五團則被日軍在藍二灘東北的一個小艇專用港邊懸崖上的大量永備發射點所阻，傷亡嚴重，卻毫無進展，為摧毀這些永備發射點，美軍使用了一種新的引導艦炮射擊法：先以登陸艇向目標發射曳光彈，巡洋艦再根據曳光彈的彈著射擊，效果極佳，到黃昏時分，終於消除了這些火力點的威脅，但二十五團在登陸當天幾乎沒有進展。陸戰五師情況梢好，二十八團已割裂折缽山與其他地區日軍的聯繫，將其包圍起來；二十七團在海灘上被困四十分鐘之後，終於取得了突破，推進到了一號機場南端。
日落時，美軍已有6個步兵團、6個炮兵營和2個坦克營共約三萬人上岸，佔領了寬約3600米，縱深從650米到1000米不等的登陸場，全天有566人陣亡，1858人負傷，傷亡總數約佔登陸總人數的8%。就第一天的戰況而言，還不算太糟糕，但隨後的戰鬥將更為艱巨。
天黑後，美軍害怕日軍發動大規模夜襲，海面上的軍艦幾乎不間斷地向島上發射照明彈，將黑夜照得如同白晝，出乎意外的是，日軍通常會在登陸的當天夜間發動的夜襲根本沒有，除了一些小股日軍的襲擾外，太平無事。這是因為粟林深知自己的實力，堅決不採取自殺性的衝鋒。度過了第一個平安的夜晚後，迎接美軍的將是更為殘酷的戰鬥。
2月20日，從凌晨開始，美軍艦炮就根據登陸部隊的要求進行火力準備。八時三十分，美軍登陸部隊發起了進攻，陸戰四師在艦炮和坦克支援下，攻佔了一號機場，並切斷了島南日軍與元山之間的聯繫。機場剛剛被攻佔，工兵就開始全力搶修，以便儘快能投入使用。陸戰五師向折缽山攻擊，由於日軍很多工事都建在艦炮火力無法射擊到的巖洞中，在坦克到來前，二十八團幾乎無法前進，最後在坦克掩護下，以手榴彈、炸藥包、火焰噴射器逐一消滅巖洞中的日軍，有時甚至出動推土機將洞口封閉，因此進展極為緩慢，直到黃昏，才總共前進了180米。
2月21日，島上的激戰仍在繼續，進展十分有限。海灘勤務大隊經過不懈的努力，解決了灘頭的混亂局面，天氣卻愈加惡劣，海上風大浪高，嚴重影響了補給品的卸載。由於島上的部隊傷亡較大，作為預備隊的陸戰三師二十一團奉命上島投入戰鬥。
2月22日，因大雨美軍登陸部隊被迫停止進攻，抓緊進行戰地休整。由於三天來，美軍在硫磺島上陣亡、失蹤人數已達1204人，負傷4108人。美國國內的新聞界甚至強烈要求「讓陸戰隊喘口氣——給日本人放毒氣。」誠然，對付隱藏在坑道或巖洞中的日軍，毒氣既實用，又比火焰噴射器更為「仁慈」，儘管美、日兩國都沒有籤署嚴禁使用毒氣的《日內瓦公約》，但羅斯福總統和尼米茲都不願違反公約，戰後尼米茲承認，沒有使用毒氣完全是出於道義的考慮，結果使大量優秀的陸戰隊員付出了生命。
2月23日，美軍陸戰四師以二號機場為目標發起總攻，但在日軍永備發射點、坑道、地堡和巖洞工事組成的防線前，推進極為緩慢，簡直像蝸牛爬行。全天，只有右翼前進了約300米，左翼和中間幾乎毫無進展。
這天唯一的戰果是在折缽山，美軍因其不斷噴發煙霧，稱之為「熱巖」，日軍幾乎將整座山掏空，修築有數以千計的火力點，尤其是山頂的觀察哨，居高臨下俯瞰整個東海岸，能準確指引、校正縱深炮火的射擊，對於美軍威脅極大。經四天血戰，十時二十分，陸戰五師二十八團由哈羅得?希勒中尉率領的40人組成的小分隊，終於攻上了折缽山山頂，升起了一面美國國旗。儘管折缽山上，仍有近千日軍憑藉著坑道和巖洞工事拼死抵抗。四小時後，希勒的士兵又插起了一面更大的星條旗，美聯社記者喬?羅森塔爾將插旗時的情景拍攝下來，這張照片隨即廣為流傳，成為勝利的象徵。後來太平洋戰區總部還專門查詢插旗的陸戰隊員姓名和家庭地址，進行表彰。剛趕到硫磺島視察的美國海軍部長福雷斯特爾和第五兩棲軍軍長史密斯注視著在折缽山山頂飄揚的國旗，非常激動，福雷斯特總結到：「折缽山升起的國旗意味著海軍陸戰隊從此後五百年的榮譽！」海面上軍艦上的水兵看到這面象徵勝利的旗幟，歡聲雷動！——特納將陸戰五師二十八團留在折缽山，負責肅清山上的日軍，而五師的另兩個團則調到北部，協同四師攻擊元山地區的日軍。
同日，美軍的航母編隊在硫磺島以東海域與海上勤務大隊會合，接受海上補給，當晚再次向日本本土進發，以壓制日軍可能對硫磺島的支援。
2月24日，戰鬥殊為激烈，陸戰三師二十一團在海空火力的大力支援下，由坦克開道，終於突破了日軍在二號機場南側的防線，推進730米，拔除了日軍近800個碉堡，日軍隨即發動了一次逆襲，二十一團猝不及防，一度被迫後退，隨後在艦炮支援下拼死反擊，才將陣地鞏固。很快美軍就發現，隨著逐漸升高的地形，日軍構築了密如蟻穴的地堡和縱橫交錯的坑道網，憑藉著這些工事抵抗是越來越頑強。至當天，美軍傷亡總數已達6000人，其中陣亡1600人，面對如此慘重的傷亡，美軍將作為預備隊的陸戰三師師部和陸戰第九團、野戰炮兵第十二團送上島，投入戰鬥。
2月25日，三個陸戰師在硫磺島並肩開始攻擊，四師在右，三師居中，五師在左，並列向東北推進。
同一天拂曉，美軍的航母編隊到達距東京東南190海裏海域，出動艦載機對東京地區的日軍機場和飛機製造廠進行空襲，和第一次空襲一樣，因為天氣惡劣，轟炸效果並不理想，米切爾隨後指揮航母編隊轉向西南，前去突擊衝繩島。於3月1日對衝繩首府那霸進行了空襲，同時對衝繩島、慶良間列島和奄美大島等地進行了航空攝影，為即將開始的衝繩戰役提供資料。航母編隊最後於3月4日返回了烏利西。
3月1日，美軍經過激烈的鏖戰，終於攻佔了二號機場和元山村。
硫磺島上的美軍每前進一步，都要付出巨大的代價，戰鬥已經成為不折不扣的消耗，有時一整天只前進4米，慘重的傷亡甚至使軍官們都沒有勇氣再將士兵投入戰鬥。在對島上第二制高點382高地的爭奪中，陸戰四師屢屢陷入日軍交叉火網，傷亡極其慘重，382高地因此被稱為「絞肉機」，戰鬥部隊的傷亡高達50%以上，有經驗的連、排長和軍士長傷亡殆盡，許多連隊連長由少尉或上士擔任，而排、班長大都由普通士兵擔任。美軍必須逐一消滅側翼的日軍陣地，解除側翼威脅，才有可能向前推進，所以戰鬥異常殘酷、激烈，直到3月2日，二十四團才攻上了高地，但所付出的傷亡是巨大的，有好幾個連的官兵非死即傷，幾乎全連覆沒。
左翼的五師，攻擊362高地的遭遇與四師在382高地如出一轍：剛攻上山頭，側翼日軍立即以密集火力封鎖美軍的退路，再以縱深火力和兇猛的反擊將攻上高地的美軍盡數消滅，美軍死傷枕籍，卻毫無收穫，只得先消滅最突出部的日軍陣地，再步步為營艱難向前推進。日軍早已掌握了美軍的攻擊程序，先是航空火力準備，再是艦炮火力轟擊，接著是地面炮火射擊，最後才是步兵衝擊，所以日軍總在坑道裡躲過美軍的炮火，再進入陣地迎擊步兵的進攻，一次又一次粉碎了美軍的攻勢。美軍飽嘗失利的苦果，終於痛定思痛，改變戰術，3月7日拂曉，美軍沒進行任何炮火準備，藉助黎明前的黑夜，悄然接近日軍陣地，突然發起衝擊，打了日軍一個措手不及，一舉攻佔了362高地。
陸戰隊員的巨大犧牲並沒有白費，3月3日，就有一架C—47運輸機在硫磺島的一號機場降落。次日一架在空襲日本本土時受傷的B—29在硫磺島緊急降落，硫磺島的價值已經開始得到了體現。
3月7日，美軍發動總攻，擔負中央突破的陸戰三師勢如破竹，進展神速，遇到難以克服的日軍陣地就設法繞過去，繼續向前推進，儘管給後續的陸戰四師、五師留下不少「釘子」，但三師突破了日軍的防線，並於兩天後攻到了西海岸，佔據了一段約800米長的海岸，將日軍分割為兩部分。陸戰三師二十一團一營最先殺到西海岸，作為戰績的證據，營長在一個軍用水壺裡裝滿了海水，貼上：「只供檢驗不得飲用。」的標籤，派人送給師長厄金斯少將。
3月9日美軍佔領了尚未完工的三號機場。粟林得知美軍突破了防線將日軍一分為二時，立即組織部隊進行反擊，他深知美軍火力強，正面進攻難以奏效，所以進行的是夜間滲透反擊。他命令部隊儘可能穿越美軍的防線，滲透到美軍後方重新打通兩翼聯繫。美軍發現了日軍的行動，發射的照明彈將黑夜照得如同白晝，許多日軍越過了美軍的前沿防線，有的甚至滲透距離達1600米，但美軍預備隊和後方勤務人員，依託工事頑強抗擊，給予反擊日軍重大殺傷，天亮時，日軍的反擊被徹底粉碎，傷亡至少一千人，徒勞無功，反而損失了大量有生力量，給以後的作戰帶來極為不利的影響。
3月10日，陸戰三師將日軍防線截為兩段後，隨即開始向兩面擴張戰果，九團向東，二十一團向西，分別策應陸戰四師、五師的攻擊。儘管日軍的防禦態勢已經相當不利，但日軍仍依託工事死戰不退，尤其是陸戰五師面對的是由粟林直接指揮的部隊，遭到的抵抗更為激烈，陸戰五師的傷亡超過75%，許多戰鬥部隊失去了戰鬥力，師部的文書、司機甚至炊事員等勤雜人員都投入了戰鬥。三師、四師的傷亡也很嚴重，出於這種情況，陸戰四師師長克利夫頓?凱茲少將向粟林和硫磺島日軍中戰鬥力最強的第一四五聯隊隊長池田大佐發出勸降信，信中首先向他們無畏精神和英勇作戰表示了尊敬，接著說明了目前無法取勝的處境，最後要求他們指揮所屬部隊停止抵抗，美軍將保證投降日軍根據《日內瓦公約》受到人道待遇。但勸降信如同石沉大海，沒有回音。
3月16日，東北部的800餘日軍被殲滅，美軍於當日十八時宣布佔領硫磺島，但戰鬥仍在繼續，粟林指揮殘部依然在抵抗，有時戰鬥還相當激烈。陸戰三師師長厄金斯少將找到兩名日軍戰俘，給了他們很多乾糧，還配備了一部最新式的報話機，然後讓他們給粟林和池田帶去勸降信。這兩名戰俘將勸降信設法交給了池田大佐的傳令兵，但到了規定的時間期限，日軍仍未投降，這兩戰俘為美軍的人道主義待遇所感動，竟留在日軍防線裡，通過報話機為美軍炮火指引目標，一直到18日才返回美軍戰線。
3月21日，日本天皇晉升粟林為大將軍銜，以表彰他的英勇作戰。
從16日美軍宣布佔領硫磺島後又經過整整一周的激戰，24日美軍才將殘餘的日軍壓縮在島北部約2100平方米的狹小範圍裡。粟林於當晚焚毀了軍旗，發出了最後的訣別電報，然後銷毀密碼，準備實施最後的決死反擊。
3月25日，粟林派人設法通知島上每一個人，於夜間攜帶武器在三號機場附近的山區集合。
3月26日凌晨，粟林親自率領約350名日軍向二號機場的美軍發起了最後反擊，許多美軍在睡夢中被殺，天亮後，美軍組織掃蕩，四處追殺這股殘餘日軍，激戰三小時，將這股日軍大部殲滅，日軍僅遺留在美軍陣地前的屍體就有250具，粟林負傷後切腹自殺，美軍傷亡172人。美軍於當天八時宣布硫磺島戰役結束，但清剿殘餘日軍的戰鬥一直持續到四月底。
五)
硫磺島的守備部隊在殊死抵抗的同時，日本海軍聯合艦隊由於主要的水面艦隻在菲律賓雷伊泰灣海戰中損失殆盡，殘餘軍艦因為燃料不足，也無力組織救援。能夠出動增援的就只有岸基航空兵和潛艇部隊了，但岸基航空兵的第一、第二航空艦隊基本喪失了戰鬥力，第三航空艦隊還在訓練中，而且是準備在本土保衛戰中使用，因此，日軍大本營決定儘量避免損失，只以少量飛機和潛艇實施「特攻作戰」，以最小代價換取最大戰果。
2月19日，日軍在香取基地成立了以自殺飛機為主體的「第二御盾特別攻擊隊」，專門擔負特攻使命。
2月21日，這支特攻隊轉場至八丈島，於中午加油完畢，分批出擊。十七時許，第一攻擊波的6架自殺飛機飛臨美軍在硫磺島西北35海裡正準備執行夜間空中巡邏任務的「薩拉託加」號航母上空，日機隨即展開攻擊，有4架被擊落，另2架接連撞上這艘航母，使該艦受傷起火，所幸傷勢不重。十八時五十分，「薩拉託加」號的水兵剛把艦上的大火撲滅，日軍第二攻擊波5架自殺飛機就接踵而至，前4架均被擊落，第五架雖被擊傷，仍一頭撞上「薩拉託加」號，在航母甲板上翻滾著落入海中，給母艦造成了多處創傷，被毀飛機42架，艦員陣亡123人，傷192人。只是因為艦上損管人員搶修得力才倖免沉沒，終因傷勢太重而奉命撤出戰場，隨即回國進塢大修，直到戰爭結束再未能參戰。
與此同時，日軍的自殺飛機還攻擊了硫磺島以東的美艦，一架日機撞上了「俾斯麥海」號護航航母的後升降機，並在機庫裡爆炸，立即引爆了機庫裡的飛機，大火迅速蔓延，很快波及到了彈藥艙，引發了大爆炸，艦長見無法挽回，只得下令棄艦。該艦燃燒了足足三小時，才沉入海中。艦上水兵傷亡約350人。被日軍自殺飛機擊傷的還有「隆加角」號護航航母、477號和809號坦克登陸艦、「基厄卡克」號運輸船。
日軍除組織自殺飛機的攻擊外，還以潛艇實施特攻作戰。2月19日，日軍以伊—368、伊—370、伊—44各攜帶五條、五條和四條人操魚雷，組成代號為「千草」的特攻隊，於2月20日、21日、22日分別從瀨戶內海的大津島潛艇基地出發，前往攻擊硫磺島海域的美軍艦隊。
2月23日，又命令16日從吳港出發原定前往琉球群島活動的呂—43號潛艇改往硫磺島攻擊美艦。
2月26日，到達硫磺島海域的伊—368號和呂—43號被美軍艦載機擊沉，伊—368號則被美軍的驅逐艦擊沉。伊—44號多次向美艦接近，都受到美軍反潛艦隻的有力壓制，無法佔據人操魚雷的出發陣位，只好返航，回日本後艇長因未完成任務而被撤職。
2月28日，日軍又以伊—58號和伊—36號潛艇各攜帶四條人操魚雷組成代號為「神武」的特攻隊，分別於3月1日和2日從吳港出發，但到了3月6日，日軍統帥部見硫磺島大勢已去，這才命令在硫磺島海域活動的潛艇全部撤出。
六)
硫磺島戰役，日軍守備部隊陣亡22305人，被俘1083人，共計23388人。日軍其他損失為飛機90餘架，潛艇三艘。
美軍從2月19日至3月26日，陣亡6821人(其中陸戰隊陣亡5324人)，傷21865人，傷亡共計28686人。美日雙方傷亡比為1.23 ：1。
美軍登陸部隊傷亡人數佔總人數的30%，陸戰三師的戰鬥部隊傷亡60%，而陸戰四師、五師戰鬥部隊的傷亡更是高達75%，第五兩棲軍幾乎失去了戰鬥力。此次戰役中，海軍陸戰隊的傷亡之高也是其在太平洋戰爭中絕無僅有的，戰後，尼米茲對參加過硫磺島戰役的陸戰隊員給予了高度的讚揚：「在硫磺島作戰的美國人，非凡的勇敢是他們共同的特點！」
美軍還有一艘護航航母被擊沉，航母、登陸兵運輸艦、快速運輸艦、中型登陸艦、掃雷艦、運輸船各一艘、坦克登陸艦兩艘被擊傷。
美軍為攻佔硫磺島所付出的人員傷亡比日軍還多，這是太平洋戰爭中，登陸一方的傷亡超過抗登陸方的唯一戰例，日軍在失去海空支援，又沒有增援補給的情況下，以地面部隊憑藉堅固而隱蔽的工事，採取正確的戰術，進行了頑強的抵抗，使美軍原計劃五天攻佔的彈丸小島，足足打了三十六天，並付出了慘重的人員傷亡。美軍在此次作戰中唯一閃光之處就是艦炮支援比較得力，共發射各種口徑炮彈30餘萬，計1.4萬噸，取得了較好的效果，有力支援了登陸部隊的作戰。
但美軍的巨大代價很快就得到回報，當美軍登陸後，工兵部隊就上島搶修擴建機場，至4月20日，上島的工兵部隊已有7600人，將一號機場跑道擴建為3000米，二號機場的跑道擴建為2100米，不僅進駐了戰鬥機部隊，還成為美軍B—29轟炸機的應急備降機場。美軍戰鬥機部隊進駐硫磺島後，其作戰半徑就覆蓋了日本本土，能有效掩護轟炸機對日本本土的戰略轟炸，使對日轟炸愈加頻繁和激烈，並將轟炸效果提高了一倍以上，大大加速了日本的崩潰。硫磺島上應急備降場至戰爭結束，累計共有2.4萬架次受傷或耗盡燃料的B—29在此緊急降落，從而挽救了這些飛機上2.7萬名空勤人員。
硫磺島，不僅使美軍獲得了轟炸日本本土的重要基地，還打開了直接攻擊日本本土的通道。
而美軍在硫磺島的慘重傷亡，也使美軍的高層意識到如果進攻日本本土，一定會遇到比在硫磺島更頑強的抵抗，美軍的傷亡將會更慘重，因此，日後美國對日本使用原子彈，很大程度上是出於擔心在日本本土登陸將會遭到硫磺島那樣的巨大傷亡。
日軍在硫磺島那樣被幾乎完全孤立的島嶼上進行的抗登陸戰，以兩萬之眾，依託工事抗擊了十萬美軍整整一個月之久，若非後來日軍儲備的彈藥、物資消耗殆盡，恐怕美軍的勝利還沒有這麼迅速，粟林也因為以其謀略、堅韌，領導並組織了硫磺島的抗登陸戰，甚至贏得了美軍對他的尊敬。美軍此役的指揮官斯普魯恩斯、米切爾、特納和史密斯都是在太平洋戰爭中驍勇善戰的名將，參戰部隊是三個師的海軍陸戰隊，要知道海軍陸戰隊不僅接受過嚴格系統的登陸戰訓練，而且戰鬥力之強、戰鬥作風之強悍，戰鬥意志之頑強在美軍中都是首屈一指的，美軍的武器、火力上的優勢更是不言而喻。日軍面對這樣的精兵強將，如此密集猛烈的火力，孤軍奮戰，雖敗猶榮，硫磺島戰役也因此成為登陸與抗登陸的經典戰例，備受矚目與研究。