1944年11月，美国陆军航空队第21轰炸机指挥部对日本本土发起了战略轰炸。首轮攻击由驻扎在马里亚纳群岛的B-29机群发起，轰炸目标是位于东京郊区的飞机组装厂。

　　然而，轰炸机仍无法从高空准确锁定目标，因此大部分攻击只能造成很小的损失。日军在硫磺岛上建立了战斗机防御系统，装备了雷达，得以及时发现B-29并派出拦截机，所以前期轰炸没有取得有效战果。

　　1944年12月后，这一情形得到了很大的改善，当时第21轰炸机指挥部海伍德・汉塞尔的职务被解除，海军少将柯蒂斯・李梅取代了他的位置，李梅曾发誓要解决美国轰炸机中队遇到的问题。美国海军占领了硫磺岛后，来自该岛的日本战斗机的骚扰问题得以解决。

　　李梅命令飞机在低空飞行，投放燃烧弹，成功解决了难以准确打击目标的问题。由于日本城市的房屋主要是由木头建造而成，这一战术效率非常之高。燃烧弹会引发大火，而大火最后会将工厂及其他生产中心吞没。

　　2月4日，美军针对港口城市神户进行了第一次燃烧弹袭击。此次袭击十分成功，12个主要工厂中有5个工厂在此次袭击中被毁，还有一个日本最大的造船厂也遭到严重的破坏。

　　最具破坏性的一次袭击是3月9日晚对东京的袭击。李梅下令B-29轰炸机在海拔约1500米到2500米的空中发起攻击，以便飞行部队可以进行准确的打击。

　　为了使破坏达到最大程度，燃烧弹全部投放在了这座城市中工厂、商业区和住宅密集的41平方公里之内，据估计，这一区域是世界上人口最密集的地区，地面上50％的面积都是建筑物，这为大火的肆虐提供了理想条件。轰炸机飞抵日本本土时，天气十分晴朗，90％的飞机能够清楚锁定它们的目标。美军轰炸机在3小时内投放了1600多吨的炸弹。

　　日本城市的安全措施十分原始。防空洞只能掩护一小部分人，供水系统也不足以扑灭大面积的火灾。日本公民常常在消防训练中组成人链传递水桶，随后手动倒水来浇灭大火。大火完全不受控制、以至于城市消防队长后来也承认，在袭击发生后的30分钟之内、他的队伍已经无法采取任何措施了。

　　许多人死于窒息，因为大火耗尽了氧气。而其他惊慌失措的市民为了逃离这片地狱而跳进当地学校的游泳池或运河，但却因温度太高而被烫死。成千上万的人聚集在河岸和拱形桥上以避大火。然而，他们的命运也很悲修，当时刮起了北风，大片火焰吹向下游，烧伤了路上的每个人。那些跳进水里的人要么被淹死了，要么因伤势太重而未能游到河岸。第二天清晨，幸存者称整条隅田川就是一片焦尸的海洋。

　　这次轰炸共造成26.7万座建筑被毁，100多万人无家可归。官方统计的死亡总人数是8.3万人，还有4万多人受伤。在大多数社区中，由于毁损太过严重，以至于许多人无法辨别出他们的住所和公司所在的街道。

　　在接下来的几个月里，其他几个大城市也遭到了类似的袭击，其中包括大阪、神户名古屋和横滨。因害怕进一步的空袭，大批城市居民迁移至农村地区。1945年夏，大城市的人口总数与战前相比下降了40％。