年6月，随着中途岛战役的胜利，美军彻底掌握了太平洋战场的主动权。到了年，日军已经完全处于了守势，一步步眼见美军从太平洋上逼近日本本土。攻占马里亚纳群岛后，美军在这里建成了前沿航空基地，可以起降B-29重型轰炸机直飞日本。不过，由于此处距离日本本土还有多公里，B-29在长途奔袭时需要装载大量的燃料，只能携带3吨左右的弹药，远远不能发挥其功效。为了前移航空基地，位于马里亚纳群岛和日本本土之间的硫磺岛就成为了首选目标。硫磺岛长约8公里，面积不足30平方公里，岛上因火山喷发而常年弥漫着硫磺味，所以得名“硫磺岛”。该岛经过了日军的长年驻守，已经成了固若金汤的军事基地，不但可以向东京发出轰炸预警，而且还可以起降战斗机拦截美军的B-29轰炸机。因此，美军下定决心坚决攻取硫磺岛，拔掉这颗钉子。年4月，太平洋舰队将指挥部由珍珠港前移至关岛，尼米兹上将准备亲自指挥硫磺岛战役。而日军统帅部也意识到，硫磺岛是阻止美军进一步逼近本土的前哨，必须不惜代价死守，在岛上驻扎了近两万名陆军和数千名海军，总计两万三千余人，由陆军上将栗林忠道统一指挥。年8月10日，美军开始对硫磺岛进行狂轰乱炸，持续了数月之久。不过，由于日军坚固的堡垒，使得美军的轰炸没有造成太大成果。而且，日军还经常利用所谓的“神风特攻队”反击美军。本以为弹丸之地的硫磺岛很快就能拿下，但现在却演变成了一场持久战。尼米兹没办法，只好同意对工事坚固的硫磺岛发起登陆作战。年2月19日，在海军和空军的掩护下，经过一天的激战，特纳终于率领美军第3师、第4师和第5师共计三万多人登上了硫磺岛。之后，他们彻底傻眼了，日军利用一切地形和隐蔽工事进行阻击，使得美军在登陆的第一天就损失了两千多名官兵。紧接着，又有四万多名美军在硫磺岛登陆，总兵力达到了七万多人，与日军的兵力形成了三比一的优势。美军预计，六天左右就可以全部肃清岛上的全部日军。与此同时，岛上日军的最高指挥官栗林忠道也非常决绝，他不仅死战不退，而且还向日军统帅部发出了永诀电报:战局已至最后关头，职在前线祈祷皇国胜及安泰。谨率士卒高呼天皇万岁。永诀！年3月25日，栗林忠道集结了仅存的三百多名残兵，在夜幕下发动了最后的自杀式冲锋。至此，硫磺岛战役才宣告结束，整整持续了三十六天。事后统计，美军阵亡人数达到了两万多人，日军被击毙两万多人，被俘不足一千人且多为后勤人员和随军家属。消息传回东京，裕仁天皇追封栗林忠道为陆军大将，使之成为日本历史上最年轻的大将。硫磺岛战役是一次彻彻底底的惨胜，美军在优势非常明显的情况下依然付出了巨大的损失。此战，起码造成了两个影响：第一，使得美军认识到日本军国主义分子的死硬，在之后的作战中尽量避免登陆战；第二，加速推进“曼哈顿计划”，并为在年8月5日和8月9日先后两次向日本投下原子弹而提供了现实依据。