炸机和鱼雷机，其余全部搭载战斗机。

    2月16日，美军航母编队出动舰载机1000余架次，分成数个攻击波对东京湾各机场进行攻击。但由于天空中云雾低垂，攻击效果并不理想。

    2月17日，美军又出动舰载机500余架次，分为两个攻击波，对关东地区的机场、飞机制造厂、船坞等目标进行轰炸。两天里，美军击落日本空中战机332架，地面战机177架，给一些机场、飞机制造厂造成了一定破坏。这次空袭的战果虽然不是很大，但极大地吸引了日军的注意力，达到了虚晃一枪、声东击西的效果。当天下午，美军编队离开日本外海南下，参加硫黄岛作战。

    在此之前，2月14日，美军威廉·布兰迪海军少将率领由6艘战列舰、12艘护航航空母舰、5艘巡洋舰、16艘驱逐舰组成的火力支援编队，也离开塞班岛前往硫黄岛。

    2月16日清晨，布兰迪的火力支援编队到达硫黄岛海域，开始实施火力攻击。所有战列舰、巡洋舰都被划分了地段，对已查明的目标逐一进行摧毁。为确保炮击的准确，有几艘战列舰甚至在距岸边仅有3000米的地方，对目标进行直接瞄准射击。但由于天气不佳，岛上又是硝烟弥漫，预定的750个目标只摧毁了17个，炮击效果甚微。

    岛上的日军只以部分中小口径火炮进行反击，击伤美军战列舰、巡洋舰各一艘。日军的大口径火炮出于隐蔽考虑，一炮未发。

    2月17日，美军水下爆破队在12艘登陆炮艇的掩护下探测航道，并清除水下的水雷和障碍物。栗林忠道预感美军登陆在即，下令大口径火炮开火，将美军12艘登陆炮艇击沉9艘，击伤3艘，艇员阵亡、失踪44人，伤152人。这次炮击令美军大为震惊，没想到岛上的日军竟然还有如此猛烈的火力，于是立即对这些刚刚暴露的目标进行轰击。

    从16日到18日，美军除了舰炮火力外，护航航母的舰载机也全力出击。塞班岛的轰炸机也频频前来助战，对硫黄岛进行轰炸。这三天中，硫黄岛几乎完全被硝烟淹没，日军只得退守在坑道里隐蔽。美军在登陆前共消耗炮弹、炸弹24000余吨，硫黄岛上平均每平方公里承受了1200吨，但日军损失不大。

    2月19日6时，特纳率领的登陆编队到达硫黄岛海域。美军登陆部队为海军陆战队三个师，以陆战第四、第五师为一梯队，陆战第三师为预备队，第一批登陆部队共八个营。

    9时整，美军开始登陆，一开始进展非常顺利，日军的抵抗十分微弱。但好景不长，登陆的美军才推进了200余米，日军就从坑道进入阵地。日军的炮火准确地覆盖了登陆滩头，一时间，美军被完全压制在滩头，伤亡惨重。

    在这危急时刻，美军的舰炮火力给了登陆部队极其有力的支援。可以说，在太平洋战争的历次登陆战中，舰炮火力支援从没有像硫黄岛登陆战那样有效。全天美军共消耗127毫米以上口径的舰炮炮弹近4万发，火力支援之强，史无前例。在舰炮火力的大力支援下，美军登陆部队艰难地向前推进。

    9时30分，美军的坦克开始上岸，随即引导登陆部队前进。但坦克大都陷入了火山灰里，动弹不得，少数几辆也行动蹒跚，成为日军反坦克炮的目标，被一一击毁。美军只能依靠士兵用炸药包和火焰喷射器，一步步向前推进，而每一步都要付出惨重的代价。

    10时30分，美军已有八个步兵营和一个坦克营上岸，正竭力扩展登陆场。11时，风向转为东南，风力逐渐加大，给美军登陆带来了很多麻烦。这时，后续登陆部队正在登陆，许多登陆艇被强劲的阵风吹得失去控制，甚至倾覆，再加上日军的炮火轰击，滩头上到处都是损坏的登陆艇。而后续物资和人员仍在按计划不断上岸，整个海滩一片混乱。