根据美军制定的作战计划，参加作战的地面部队为第5两栖军。下辖海军陆战队第3、4、5师，共约6万人。由霍兰.史密斯中将指挥；登陆编队和支援编队由凯利.特纳中将指挥；米切尔中将指挥的第58特混编队负责海空掩护；所有参战登陆舰艇约500艘，军舰约400艘，飞机约2000架，由第五舰队司令斯普鲁恩斯上将统一指挥。
在菲律宾战役还未结束之前，日本人就已经意识到了美国人要对硫磺岛下手了。在此之前日军仅仅把硫磺岛作为太平洋中部与南部的航空中继基地，只部署了海军守备部队1500余人和飞机20架。马里亚纳群岛失守后，硫磺岛的重要性日趋明显，日军才开始大力加强其防御力量，不但将4000余陆军部队送上岛，甚至还将硫磺岛的陆军部队整编为第109师团，由粟林中道中将任师团长，并在岛上配备了120、155毫米岸炮、100毫米高射炮和双联装25毫米高射炮，不久前更是将海军第27航空战队也调至岛上。截止1944年2月，日军在岛上陆军约1.5万余，海军约7000余，共约2.3万人，飞机30余架，由粟林统一指挥。
粟林是出色的职业军人，曾担任过天皇警卫部队的指挥官，他很清楚现在自己所面对的是一种什么样的情况，由于日军的海空军主力在菲律宾战役中遭到了毁灭性的打击，已无力为硫磺岛提供海空支援，所以硫磺岛的抗登陆作战肯定是要在几乎没有海空支援的情况下进行。他意识到面对美军绝对海空优势，滩头作战难以奏效，主张凭借折钵山和元山山地的有利地形，依托坚固的工事，实施纵深防御。因此日军在硫磺岛上的防御方案便是以纵深防御为主，滩头防御为辅，海军守备部队沿海滩构筑永备发射点和坚固支撑点，进行防御；陆军主力则集中在折钵山和元山地区，实施纵深防御。
在日军的全力施为之下，将硫磺岛建成坚固的要塞，以折钵山为核心阵地，以两个机场为主要防御地带，在适宜登陆的东西海滩则是以永备发射点和坚固支撑点为骨干的防御阵地，日军的防御工事多以地下坑道阵地为主，混凝土工事与天然岩洞有机结合，并有交通壕相互连接。炮兵阵地也大都建成半地下式，尽管牺牲了射界，却大大提高了在猛烈轰击下生存能力。火炮和通讯网络都受到良好保护，折钵山几乎被掏空，筑有的坑道就九层之多！针对美军的作战特点，粟林在海滩纵深埋设了大量地雷，机枪、迫击炮、反坦克炮构成绵密火力网，所有武器的配置与射击目标都进行过精确计算，既能隐蔽自己，又能最大限度杀伤敌军。唯一不足的是，原计划元山地区将修筑的坑道工事有28公里长，由于时间不够，当美军发动进攻时只完成了70，约18公里，而且折钵山与元山之间也没有坑道连接。粟林一改日军在战争初期的死拼战术，规定了近距射击、分兵机动防御、诱伏等战术，还严禁自杀冲锋，号召每一个士兵至少要杀死十个美军。
由于日军准备的比较充分，开战第一天美军就遭到了重大挫折，3月2日清晨。在美国海军中将布兰迪的命令下，火力支援编队到达硫磺岛海域。开始实施预先火力准备。拉开了硫磺岛战役的序幕。
美军的炮火在之前就已经做好了准备，所有战列舰、巡洋舰都被划分了地段，对已查明的目标逐一摧毁。为确保炮击的准确，有几艘战列舰甚至在距岸边仅3000米处对目标进行直接瞄准射击。但由于日军所有的工事都采取了保护措施。再加上岛上硝烟弥漫，预定的750个目标只摧毁了17个。炮击效果很不尽人意。日军只以部分中小口径火炮进行反击便击伤美军战列舰、巡洋舰各一艘，大口径火炮出于隐蔽考虑，一炮未发。美军首战告负。
就在硫磺岛战役打响的同一时间。在琉球群岛美军也展开了大规模军事行动，这次美军的主要目的是攻占冲绳岛。冲绳群岛属于琉球群岛。由冲绳岛、庆良间列岛、伊江岛等岛屿组成，主岛冲绳岛是琉球群岛的最大岛。
别看冲绳岛不大冲绳岛登陆战役地图，南北长只有108公里，东西最宽处约30公里，最窄处仅4公里。面积只有1220平方公里。但是这里却是日军重要的海空基地。日军在这里不但建有那霸军港，岛上还有那霸、嘉手纳、读谷和与那原四个机场。是日本在本土西南方向的重要海空基地。美军占领吕宋岛及整个菲律宾后，为掌握整个琉球群岛的制海权和制空权，建立进攻日本本土的基地，决定攻