一九四五年二月十六日，美軍出動一千架艦載機，對東京灣各個沿岸機場進行空襲。二月十七日上午，美軍又出動五百架艦載機，再一次橫掃東京灣。而就在這一天，美軍登陸艦隊在大批艦隊的掩護之下，正式發起硫磺島進攻戰役。
隻是美軍將注意力，都集中到了一千公裏外的日本本土。卻忽視了眼皮子底下的小笠原群島內，距離硫磺島不遠的母島列島。這些島嶼雖說不大，上麵也沒有機場，甚至基本上都是無人島。
但是這些島嶼港灣眾多，距離硫磺島的直線距離又隻有幾百海裏。作為某些小型艦艇出擊基地還是比較適合的，對於這些小島美軍卻是忽視了。日本海軍不僅在這裏部署了數量奇多的自殺快艇，還將幾乎本土的所有魚雷艇都調到這個方向。
盡管在戰役發起之前，美軍就從塞班島派出大量的陸海軍飛機，對這個麵積不大的小島進行狂轟濫炸。在戰役發起最後階段的二月十六日起，美軍的火力準備整整進行了三天。在這三天的時間之內，美軍對這個麵積隻有二十一平方公裏的小島，傾瀉了兩萬四千多噸炮彈和炸彈。
在登陸的時候，美軍得到包括七艘戰列艦在內的大量艦炮，以及大批艦載航空兵的火力掩護。但美軍登島行動，卻是依舊陷入了苦戰和巨大傷亡之中。放棄了灘頭陣地，而將主要兵力和火力都隱蔽在山地的日軍，以異常準確和猛烈的交叉火力，打的登陸美軍傷亡慘重。
從二月十九日正式登陸到二十二日，美軍傷亡數字達到了七千多人。作為第一波登陸的美國海軍陸戰隊第三師，僅僅三天之內就喪失了三分之二的戰鬥力。登陸配合作戰的坦克，在折缽山上的交叉火力之下，損失了整整三分之二。
日軍潛藏在折缽山洞內的二百四十毫米大口徑榴彈炮，對美軍登陸區域不斷的炮擊。這種口徑超大的榴彈炮，雖說隻有三門，但是除了給登陸美軍帶來實實在在的威脅之外，心理上的陰影更加嚴重。
二百四十毫米炮彈巨大的破空聲音，讓登陸的美軍心驚膽戰。一旦被其命中，至少損失一個排。其巨大的威力，甚至直接將美軍登陸的M四坦克炸上天。而日軍部署在硫磺島的四門明治四十五年式一百五十毫米加農炮，也對美軍艦隊實施火力打擊。
日本人戰前將整個硫磺島，都根據手頭上各種火炮的射程和威力，將全島都標定了射擊標尺。其炮兵除了部分速射炮和步兵炮之外，其餘的火炮全部隱蔽在折缽山的山洞內。美軍的火力攻擊，基本上沒有給這些火炮造成什麼損失。日本人的交叉炮火，卻是打的是又準又狠。
為了對抗日本人的炮火，美軍調上島的M一型二百四十毫米榴彈炮，還沒有來得及展開就被日軍的炮火，連人帶炮給掀上了天。幾艘抵進開火的驅逐艦，也被日本人的遠程加農炮給擊成重傷。
為了摧毀這些戰役打響之後，才暴露出來的日軍炮兵陣地。美國人調動北卡羅來納號、西佛吉尼亞號、南達科號三艘戰列艦，冒險開到了距離硫磺島最近的海域，集中所有的四百零六毫米艦炮。在前沿炮兵引導員和飛機的引導之下，對折缽山日軍炮兵陣地實施火力打擊。
而在他們身後加入炮擊的，還有密蘇裏號和新澤西號，這兩艘美國最新式的戰列艦。也在這三艘戰列艦身後，對折缽山日軍炮兵陣地開火。這些擁有巨大艦炮的美軍戰列艦，直接加入對折缽山的火力壓製，讓登陸的美軍多少減輕了一些壓力。
財大氣粗的美國一口氣打出了三千發的四百零六毫米炮彈，外加無數的二百零三毫米炮彈，才將這幾門給登陸美軍製造了慘重傷亡的大口徑火炮，隱蔽的山洞給硬生生的震垮，讓這些大口徑火炮閉嘴。
在這場戰後被稱之為美軍在整個二戰之中，最殘酷和最血腥的單獨登島作戰的戰役之中。在戰役之中日本人不僅在島上頑強的抵抗，其秘密調往伊豆諸島的自殺性飛機，也不斷在新式戰鬥機的掩護之下，對美軍艦隊實施自殺性的攻擊。
而潛藏在硫磺島以北的父島列島與母島列島內的，日本海軍自殺性攻擊快艇，也配合天上的自殺飛機、海中的潛艇，對美軍艦艇實施瘋狂的攻擊。整個硫磺島以及周邊海域，變成了一個殘酷並異常血腥的戰場。
在硫磺島周圍的海戰之中，日軍盡管派出的大批潛艇，因為美軍在其艦隊周圍構築的嚴密反潛網。非但沒有起到什麼作用，隻擊沉了美軍一艘彈藥運輸船、一艘空載的運兵船和兩艘護航驅逐艦，而自身卻被擊沉了七八艘。
被生怕一下子將本土決戰僅剩的殘餘力量，都丟光的日本海軍在短時間之內，除了回天人操魚雷施放艇之外全部都調回了本土。但是部署在硫磺島以北諸島的日軍自殺式快艇，以及漫天飛舞的自殺性飛機，卻是給美國海軍帶來了無數的麻煩和傷亡。
這些在戰鬥機群掩護之下，冒著美軍漫天的高射炮組成火網，以及艦載機組成的外圍防禦圈。滿載炸藥發起自殺性攻擊的飛機，盡管突破美軍防禦的機會不多。但多少還是取得了一定的戰果，除了擊傷一艘戰列艦、一艘重巡洋艦，甚至還擊沉了一艘美軍的護航航母和兩艘護航驅逐艦。