在日本偷襲珍珠港時，日軍在關島有一個將近3800人的軍事基地和一個1400人的海軍基地。駐有水上飛機、電臺、氣象站，獵潛艦、佈雷艦等艦艇。在硫磺島有一個飛機場，有20架戰鬥機和1500名海軍駐紮在這裡。二十三年二月，當美軍佔領馬紹爾羣島後，日軍加強了硫磺島的軍事力量，在硫磺島上的軍事力量達到5000人，13門火炮，200挺輕重機槍，4552支步槍，12架高射炮，30挺25毫米口徑2聯裝高射機槍，此外還有120毫米口徑的火炮。硫磺島和小笠原諸島成爲防止美軍空襲日本本土的最後一道防線。因爲當時日本已經喪失了制海和制空權。
太初二十四年四月，硫磺島上還駐有80架戰鬥機，但到了七月僅剩下4架，美國海軍到了硫磺島目視範圍內，一次全面的轟炸，炸燬了硫磺島上所有的建築物和僅存的4架飛機。但美軍尚沒有對喪失了海空支持的硫磺島展開攻擊，而日本則只餘下地面部隊能使用。
十月初，美國太平洋艦隊司令部的參謀人員就將進攻硫磺島的計劃制定出來，參加作戰的地面部隊爲第5兩棲軍，下轄海軍陸戰隊第3、4、5師，共約6萬人，由霍蘭•史密斯中將指揮；登陸編隊和支援編隊，由凱利特納中將指揮；米切爾中將指揮的第58特混編隊負責海空掩護；所有參戰登陸艦艇約500艘，軍艦約400艘，飛機約2000架，由第五艦隊司令斯普魯恩斯上將統一指揮。
由於參戰部隊中相當部分正在支援對米開朗島的登陸作戰，硫磺島戰役只得等米開朗島戰役結束後的太初二十五年一月才能開始，又因爲米開朗島戰役進展緩慢，結束的日期從計劃的太初二十三年12月20日推遲到了二十四年1月9日，尼米茲再將硫磺島的作戰推遲到二十四年2月中旬。
在二十三年前，日軍僅僅把硫磺島作爲太平洋中部與南部的航空中繼基地，只部署了海軍守備部隊1500餘人和飛機20架。太初二十三年馬里亞納羣島失守後，硫磺島的重要性日趨明顯，日軍纔開始大力加強其防禦力量，太初二十三年3月下旬將4000餘陸軍部隊送上島；5月將硫磺島的陸軍部隊整編爲第109師團，由慄林忠道中將任師團長，並在島上配備了120、155毫米岸炮、100毫米高射炮和雙聯裝25毫米高射炮；7月海軍第27航空戰隊也調至島上。截止太初二十四年2月，日軍在島上陸軍約1.5萬餘人，海軍約7000餘人，共約2.3萬人，飛機30餘架，由慄林統一指揮。日軍在島上的中部高地和元山地區各建有一個機場，分別叫做千島機場和元山機場，也叫一號機場和二號機場，並在二號機場以北建造第三個機場。由於美軍迅速攻佔了馬里亞納羣島，原計劃運往馬里亞納羣島的人員、裝備和物資都被就近轉用於硫磺島，儘管美軍組織飛機、潛艇全力出擊，
企圖切斷硫磺島的增援和補給，但日軍以父島爲中轉站，採取小艇駁運的方式，因此美軍的封鎖效果並不理想。
不過由於日軍的海空軍主力在此前的幾次戰役中遭到了毀滅性的打擊，已無力爲硫磺島提供海空支援，硫磺島的抗登陸作戰是要在幾乎沒有海空支援的情況下進行。慄林是出色的職業軍人，曾擔任過天皇警衛部隊的指揮官，他意識到面對美軍絕對海空優勢，灘頭作戰難以奏效，主張憑藉折鉢山和元山山地的有利地形，依託堅固的工事，實施縱深防禦。但海軍守備部隊仍堅持殲敵於灘頭，最後慄林做出了折衷的方案，以縱深防禦爲主，灘頭防禦爲輔，海軍守備部隊沿海灘構築永備發射點和堅固支撐點，進行前沿防禦；陸軍主力則集中在折鉢山和元山地區，實施縱深防禦。
慄林忠道決心將硫磺島建成堅固的要塞，以折鉢山爲核心陣地，以兩個機場爲主要防禦地帶，在適宜登陸的東西海灘則是以永備發射點和堅固支撐點爲骨幹的防禦陣地，日軍的防禦工事多以地下坑道陣地爲主，混凝土工事與天然巖洞有機結合，並有交通壕相互連接。炮兵陣地也大都建成半地下式，儘管犧牲了射界，卻大大提高了在猛烈轟擊下生存的能力。火炮和通訊網絡都受到良好保護，折鉢山幾乎被掏空，築有的坑道工事達九層之多！針對美軍的作戰特點，慄林在海灘前沿地帶埋設了大量地雷，機槍、迫擊炮、反坦克炮構成綿密火力網，所有武器的配置與射擊目標都進行過精確計算，既能隱蔽自己，又能最大限度殺傷美軍。在這裡標準機械集團的一批民間貿易物資被中國商船悄悄的送到了島上，美國潛艇面對飄揚着八荒宏宇旗幟的中國商船也無可奈何。利用探杆鑽探機和小型礦山掘進機，元山地區修築的坑道工事有28公里長，折鉢山修築了四層35公里的戰備工事和170餘個火力發射點，而且折鉢山與元山之間也通過兩暗一明三條坑道連。而且中國商船上還很有些意外的帶來了400多噸的礦山專業炸藥和起爆設備，除去用來構築工事的100多噸之外剩下的都被慄林忠道中將指揮工兵佈置在很多工事的結構點上，就算美國人能進來也會一起陪葬，而且如果美國人用上噴火器或者化學武器，守軍完全可以迅速炸燬一段坑道來抵禦，不至於被一窩端。後來美軍之所以損失慘重，就和很多死灰復燃的日軍火力點不無關係，而身上纏着炸藥管突然從地下冒出來的日軍挺身隊更是有不亞於一枚155毫米榴彈炮彈的威力，讓很多的美軍官兵戰後都患上了精神亢奮。
慄林一改日軍在戰爭初期的死拼戰術，規定了近距射擊、分兵機動防禦、誘伏等戰術，還嚴禁自殺衝鋒，號召每一個士兵至少要殺死十個美軍。慄林的這些苦心經營，確實給美軍造成了巨大的困難，使硫磺島之戰成爲太平洋上最殘酷、艱鉅的兩棲登陸戰役。
從太初二十三年8月10日起
，駐紮在塞班島的美軍航空兵就開始對小笠原羣島進行空襲，重點是硫磺島的機場和爲硫磺島進行物資補給的中轉地父島的港口設施。從8月至10月，共進行過48次轟炸，投彈約4000噸，但收效甚微。
太初二十三年11月24日，塞班島的美軍首次出動B-29超級空中堡壘轟炸機對日本本土實施轟炸，引起了日軍極大的恐懼，並隨即作出反應，三天後即太初二十三年11月27日，硫磺島上的日軍出動了2架飛機空襲塞班島美軍B—29航空基地，擊毀B—29一架，擊傷十一架。隨後的日子裡，硫磺島上的日軍又多次組織對塞班島美軍航空基地的空襲，至太初二十四年1月2日，已累計擊毀B—29六架，嚴重威脅着美軍B—29航空基地的安全。爲壓制硫磺島日軍飛機的襲擾，美軍於太初二十四年2月8日組織了一次海空協同突擊，出動飛機192架次，其中B—29重轟炸機62架次，B—24中型轟炸機102架次、重巡洋艦3艘、驅逐艦7艘，共投擲炸彈814噸，發射203毫米炮彈1500發、127毫米炮彈5334發，這樣猛烈的轟擊，卻並未徹底摧毀硫磺島機場，僅僅起了短暫的壓制作用。自這次海空協同突擊後，美軍在太初二十三年2月間又組織了四次類似的海空聯合突擊。
太初二十四年2月9日起，由黑爾少將指揮的第七航空隊B—24轟炸機只要天氣允許，幾乎每天出動對硫磺島進行轟炸，塞班島的B—29也不時加入對硫磺島的轟炸，至太初二十四年2月初，美軍共出動艦載機1269架次，岸基航空兵1479架次，軍艦64艘次，總共投擲炸彈6800餘噸，發射大口徑艦炮炮彈2萬餘發，其中406毫米炮彈203發，203毫米炮彈6472發，127毫米炮彈15251發。美軍如此猛烈密集的火力轟擊，由於日軍的防禦工事異常堅固，效果十分有限，對島上兩個機場也沒能予以徹底摧毀，日軍總能在空襲後迅速修復，而日軍初步領略到了美軍的火力，更加傾注全力修築以坑道爲骨幹的防禦工事，慄林忠道的戰術也被守島日軍上下所廣泛認可。
太初二十四年1月26日，完成了對呂宋島登陸作戰支援任務的第三艦隊返回烏利西基地，進行休整。第三艦隊司令哈爾西上將將指揮權移交給斯普魯恩斯，第三艦隊隨即改稱第五艦隊，這是美軍自太初二十三年秋開始實行的新措施，爲太平洋艦隊配備了兩套司令部指揮參謀人員，在哈爾西指揮下，番號爲第三艦隊；當由斯普魯恩斯指揮時則稱之爲第五艦隊，一般一人在前線指揮作戰，另一人則在後方籌劃醞釀下一次作戰，這樣既能充分使用兵力，又能迷惑日軍。無論如何硫磺島這個日軍絕對國防圈上的支撐點已經被硝煙遮住了天空，日美兩軍將在這個不大的島嶼上開始一場異常慘烈而又看起來漫漫無期的肉搏戰。
（本章完）