自打太平洋戰爭爆發以來，美國的B-17、B-24等四發重型轟炸機一直都是日本戰鬥機飛行員心中最難對付的角色，面對它們全金屬結構的外殼、堅實的機體結構、四發動機的超強飛行能力、兇猛的自衛火力，即使零式的機槍和機炮在它們身上打上幾十個洞，只要沒命中要害就還能繼續飛行，而一旦它們組成編隊出擊，幾十挺機槍還能組成密不透風的空中火力網，對防護較弱的日本戰鬥機來說極為棘手。
為了解除B-17、B-24對日本的威脅，日本一開始選擇的是利用迅猛的進攻，儘量將難纏的B-17消滅在地面上或者不斷侵佔美軍基地，逼迫B-17撤退。但是在中途島海戰後，日軍進攻的勢頭被遏制，只能在西南太平洋前線的島嶼上與美國對峙，而這給了美國4發重型轟炸機逞威的大好機會，它們往往從澳大利亞的莫爾茲比出發，利用2980公裡的大航程對日本航空兵基地進行頻繁的轟炸。
那麼到底該如何解決這些難纏的飛行堡壘們呢？
首先在攻擊轟炸機戰術上做出改變
如果以傳統的方式從重型轟炸機後半球發動攻擊，飛行員會有充足的時間接敵、瞄準、開火，但是美國人也很清楚這一點，他們在重型轟炸機的後半球安裝了猛烈的火力，因此再從轟炸機尾部攻擊變得危險重重。而日本戰鬥機飛行員也做出了針對性戰術改進，改用對頭攻擊、跟蹤攻擊、側方攻擊和連續攻擊等方式，並優先選擇攻擊編隊頭機、有故障的、脫離編隊的落單轟炸機。
當戰鬥機數量處於劣勢時，他們往往多採用對頭攻擊，首先利用周圍環境如太陽或者雲層，搶先佔據美國轟炸機前上方佔位，接著迎著美機飛行方向對頭俯衝，射擊美機的機頭特別是駕駛艙位置，然後從美機編隊下方脫離。
當戰鬥機數量處於優勢時，他們便一邊圍繞轟炸機編隊做水平盤旋，一邊伺機尋找角度對編隊發起攻擊。而且在發動攻擊時，並不是所有戰機同時發動進攻，而是只有數架先進行攻擊，其他飛機在轟炸機編隊射程外牽制並相機支援。
雖然戰術改變後，日本戰鬥機對美國轟炸機編隊的進攻得到改善，一是安全性得到了一定程度的保證，二是攻擊效果也有了一定的起色。但如果不能從根本上拆散重型轟炸機的編隊飛行，就無法破壞令防護較弱的日本戰鬥機忌憚的轟炸機自衛火力網，日本戰鬥機也就不能從容利用單架轟炸機的死角發動安全有效進攻。
那麼如何才能拆散美國轟炸機編隊呢？
引入3000英尺高度差的水平轟炸戰術
為此日本也花了不少心思，他們首先借鑑的是英、德兩國在二戰初期時攔截轟炸機時採用的3000英尺高度差水平轟炸戰術，即採用戰鬥機首先飛到美國轟炸機編隊上方3000英尺（約914米）高度，然後實施水平轟炸，投擲定時8-10秒的炸彈，轟炸長機編隊，等到編隊被打亂時，其他日本戰鬥機則一擁而上，利用機槍和機炮從重型轟炸機死角和盲區向他們射擊。
為此日本還專門研製了一款叫做空爆燃燒防空炸彈，型號為99型3號MK.3HE燃燒彈，配備D-2系列延時尾部引信，每架零式戰鬥機可以攜帶2枚。
這種防空炸彈的引信被設定為在下落3000英尺的時候爆炸，其總重約為30公斤，彈體內裝有144顆黃磷燃燒彈。其彈體外殼有四個螺旋狀的飛行穩定翼，使其可以產生旋轉，穩定姿態。其彈底尾翼也是傾斜狀，使其保持穩定。當這種炸彈在空中引爆時，會將這些燃燒彈拋向四周，從而引燃美軍轟炸機。
如果是對頭攻擊，則投擲點選擇在轟炸機編隊前方適當距離上。
如果是跟蹤攻擊，投擲點應選擇在轟炸機編隊的前方3000米處。
但是由於1000米的高度差太高，投擲點較遠，一旦美國轟炸機編隊改變飛行方向或者飛行高度，則很難命中目標，起到作用，所以該攻擊方式效果較差，戰果不明顯。
改進後的低高度差水平轟炸和俯衝轟炸
為了改善攻擊效果，日本又先後試驗過多種投彈方案和攻擊方法，製成了只有3秒延期引信的黃磷裝藥的新型炸彈以及威力更大的炸彈，同時在戰機機翼下方加裝了掛彈架，可以掛10枚炸彈。3秒定時炸彈投入使用後，日本又開發出了低高度差水平轟炸戰術和俯衝轟炸戰術。
1、低高度差水平轟炸戰術
經過計算，面對美軍轟炸機編隊時，4架日本戰鬥機先飛到轟炸機的正前方，然後正對著轟炸機的方向，在編隊上方約100米高度、1000米左右距離將炸彈投向轟炸機編隊。等到美國轟炸機編隊大亂時，其餘的戰鬥機就趁勢發動對轟炸機編隊的攻擊。
2、俯衝轟炸戰術
日本戰鬥以單機或雙機編隊從轟炸機編隊前上方600-900米進入，以20度角向下俯衝，當俯衝到轟炸機編隊上方100米左右時改平飛，並在轟炸機編隊前方約1000米投彈，炸彈會沿拋物線落下，三秒後在轟炸機編隊航線上爆炸，戰鬥機做180度上升轉彎向脫離。
1945年6月26日，執行日本本土防禦的第五飛行大隊王牌飛行員伊藤藤太郎大尉駕駛著雙發屠龍戰鬥機創造了使用空對空炸彈轟炸美國轟炸機的經典戰例，伊藤藤太郎駕駛著攜帶2枚特殊炸彈的屠龍戰鬥機，在超過B-29的飛行高度上，向B-29機群投下2枚炸彈，擊落2架B-29。
空空轟炸與機槍掃射的5機編隊
通過對空空轟炸戰術的不斷應用，日本在1944年末摸索出使用小編隊轟炸和機槍掃射相結合的戰術，進一步擴大了空空轟炸的戰果。
5架戰鬥機編成縱隊從12點方向進入，頭兩架投擲完空空炸彈後，分別向左向右俯衝脫離，後三架戰鬥機等空空炸彈爆炸後，立即進入攻擊，以大速度接近的同時，用機槍掃射，尤其是對正在轟炸的美國轟炸機，一是嚴重影響了美軍的轟炸效果，二是對美國轟炸機以有效打擊。
總結
除此之外為了解決難纏的美國重型四發轟炸機，日本也開發出了安裝有斜向機炮的月光、雷電、零式改等戰機從轟炸機機腹處進行攻擊，也取得了一定的效果。但圍繞打亂轟炸機編隊的空空轟炸戰術以及戰鬥機編隊對轟炸機編隊的攻擊戰術才是日本對美國B-17、B-24、B-25轟炸機編隊的主要攻擊手段，雖然在最開始的一段時間裡，由於炸彈引信時間設置的過長、投彈高度差太大導致空空轟炸效果較差，但是隨著不斷的試驗、新型短引信炸彈以及更大威力炸彈的研製成功，日本成功革新了空空轟炸戰術的投彈方式和投彈高度，再配合戰機的機槍機炮掃射，可以有效降低美國轟炸機轟炸精準度，並對美國轟炸機給予有效打擊，而這也是日本在二戰時期截殺美國轟炸機的主流方式。
直到投彈高度達8000米-1000米並且安裝諾頓瞄準器的B-29超級空中堡壘加入戰場，日本一般戰鬥機在6000米高度上高空性能就已經達到極限，面對B-29的高空轟炸很少再實施空空轟炸戰術。但不可否認的是日本將英德戰場上並沒有應用成功的空空轟炸戰術引進、改進並發揚光大，為二戰時期破解重型轟炸機編隊提供了一個新思路，在空戰歷史上是獨具意義的。
參考資料： 日本戰鬥機空戰戰術
二戰炸彈裝「螺旋槳」,日軍用它打轟炸機,144顆黃磷彈空中開花
3ad演示IJN/IJA型99型3型空對空炸彈