粟林一改日軍在戰爭初期的死拚戰術，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。粟林的這些苦心經營，確實給美軍造成了巨大的困難，使硫磺島之戰成為太平洋上最殘酷、艱巨的登陸戰役。
硫磺島戰役，日軍守備部隊陣亡22305人，被俘1083人，共計23388人。日軍其他損失為飛機90餘架，潛艇三艘。美軍從2月19日至3月26日，陣亡6821人（其中陸戰隊陣亡5324人），傷21865人，傷亡共計28686人。美日雙方傷亡比為1.23：1。
美軍登陸部隊傷亡人數占總人數的30%，陸戰三師的戰鬥部隊傷亡60%，而陸戰四師、五師戰鬥部隊的傷亡更是高達75%，第五兩棲軍幾乎失去了戰鬥力。此次戰役中，海軍陸戰隊的傷亡之高也是其在太平洋戰爭中絕無僅有的，戰後，尼米茲對參加過硫磺島戰役的陸戰隊員給予了高度的讚揚：“在硫磺島作戰的美國人，非凡的勇敢是他們共同的特點！”
美軍還有一艘護航航母被擊沉，航母、登陸兵運輸艦、快速運輸艦、中型登陸艦、掃雷艦、運輸船各一艘、坦克登陸艦兩艘被擊傷。
美軍為攻占硫磺島所付出的人員傷亡比日軍還多，這是太平洋戰爭中，登陸一方的傷亡超過抗登陸方的唯一戰例，日軍在失去海空支援，又沒有增援補給的情況下，以地麵部隊憑借堅固而隱蔽的工事，采取正確的戰術，進行了頑強的抵抗，使美軍原計劃五天攻占的彈丸小島，足足打了三十六天，並付出了慘重的人員傷亡。美軍在此次作戰中唯一閃光之處就是艦炮支援比較得力，共發射各種口徑炮彈30餘萬，計1.4萬噸，取得了較好的效果，有力支援了登陸部隊的作戰。
但美軍的巨大代價很快就得到回報，當美軍登陸後，工兵部隊就上島搶修擴建機場，至4月20日，上島的工兵部隊已有7600人，將一號機場跑道擴建為3000米，二號機場的跑道擴建為2100米，不僅進駐了戰鬥機部隊，還成為美軍B—29轟炸機的應急備降機場。美軍戰鬥機部隊進駐硫磺島後，其作戰半徑就覆蓋了日本本土，能有效掩護轟炸機對日本本土的戰略轟炸，使對日轟炸愈加頻繁和激烈，並將轟炸效果提高了一倍以上，大大加速了日本的崩潰。硫磺島上應急備降場至戰爭結束，累計共有2.4萬架次受傷或耗盡燃料的B—29在此緊急降落，從而挽救了這些飛機上2.7萬名空勤人員。
硫磺島，不僅使美軍獲得了轟炸日本本土的重要基地，還打開了直接攻擊日本本土的通道。
而美軍在硫磺島的慘重傷亡，也使美軍的高層意識到如果進攻日本本土，一定會遇到比在硫磺島更頑強的抵抗，美軍的傷亡將會更慘重，因此，日後美國對日本使用原子彈，很大程度上是出於擔心在日本本土登陸將會遭到硫磺島那樣的巨大傷亡。
日軍在硫磺島那樣被幾乎完全孤立的島嶼上進行的抗登陸戰，以兩萬之眾，依托工事抗擊了十萬美軍整整一個月之久，若非後來日軍儲備的彈藥、物資消耗殆盡，恐怕美軍的勝利還沒有這麼迅速，粟林也因為以其謀略、堅韌，領導並組織了硫磺島的抗登陸戰，甚至贏得了美軍對他的尊敬。
美軍此役的指揮官斯普魯恩斯、米切爾、特納和史密斯都是在太平洋戰爭中驍勇善戰的名將，參戰部隊是三個師的海軍陸戰隊，要知道海軍陸戰隊不僅接受過嚴格係統的登陸戰訓練，而且戰鬥力之強、戰鬥作風之強悍，戰鬥意誌之頑強在美軍中都是首屈一指的，美軍的武器、火力上的優勢更是不言而喻。日軍麵對這樣的精兵強將，如此密集猛烈的火力，孤軍奮戰，雖敗猶榮，硫磺島戰役也因此成為登陸與抗登陸的經典戰例，備受矚目與研究。