戰役進程
2月14日，威廉·布蘭迪海軍少將率領由6艘戰列艦、12艘護航航母、5艘巡洋艦、16艘驅逐艦組成的火力支援編隊離開塞班島前往硫磺島。
2月15日，美海軍部長福雷斯特爾在尼米茲陪同下到達塞班島，聽取有關硫磺島戰役的彙報，並視察戰役準備。大病初愈人稱“短吻鱷”的登陸編隊司令特納，彙報原計劃對硫磺島進行十天的炮火準備，因為軍艦無法攜帶十天炮擊的彈藥，隻能進行三天的炮擊，但特納接下來又表示對麵積僅二十平方公裏的小島進行三天的炮擊已經足夠，炮火未能摧毀的防禦將由登陸部隊來完成。
2月16日清晨，布蘭迪的火力支援編隊到達硫磺島海域，開始實施預先火力準備。所有戰列艦、巡洋艦都被劃分了地段，對已查明的目標進行逐一摧毀。為了確保炮擊的準確性，有幾艘戰列艦甚至在距岸邊僅3000米處對目標進行直接瞄準射擊。但由於天氣狀況不佳，島上又是硝煙彌漫，預定的750個目標隻摧毀了17個，炮擊效果十分的不盡人意。日軍隻以部分中小口徑火炮進行反擊，擊傷戰列艦、巡洋艦各一艘，大口徑火炮出於隱蔽考慮，一炮未發。
2月17日，美軍水下爆破隊在12艘登陸炮艇的掩護下探測海灘礁脈的航道，並清除水下的水雷和障礙物，粟林以為美軍登陸在即，下令大口徑火炮開火，將12艘登陸炮艇擊沉9艘，擊傷3艘，艇員陣亡、失蹤44人，傷152人。美軍大為震驚於島上的日軍竟然還有如此猛烈的火力，立即對這些剛暴露出的目標進行轟擊。
從16日至18日的三天裏，美軍除了艦炮火力外，護航航母的艦載機也全力出擊，有的進行空中掩護；有的進行反潛警戒；有的觀測校正炮彈的命中點；有的向日軍陣地投擲燃燒彈，燒掉日軍陣地的偽裝，使之暴露出來，以便於艦炮將其消滅。而塞班島的轟炸機也頻頻前來助戰，對硫磺島進行轟炸。這三天中，硫磺島幾乎完全被美軍火力轟擊的硝煙所淹沒，日軍隻得龜縮在坑道裏無法活動。據統計，美軍在登陸前共消耗炮彈、炸彈24000餘噸，硫磺島上平均每平方公裏承受了1200噸，但日軍憑借其堅固的地下工事，損失輕微。
1945年2月19日六時，特納率領的登陸編隊到達硫磺島海域，斯普魯恩斯和米切爾指揮的航母編隊也到達硫磺島西北海域，此時，硫磺島出現了此前少有的晴朗天氣，天高雲薄，微風輕拂。
六時四十分，美軍艦炮支援編隊的7艘戰列艦、4艘重巡洋艦和13艘驅逐艦開始直接火力準備，航母編隊一邊擔負空中掩護，一邊出動艦載機參加對硫磺島的航空火力準備。這次火力準備，時間雖短，但因為天氣晴朗，目標清晰可見，效果比較理想。
登陸部隊海軍陸戰隊三個師，以陸戰第四、第五師為一梯隊，陸戰三師為預備隊，在直接火力準備的同時，第一批登陸部隊八個營順利的完成了換乘。
登陸灘頭在硫磺島的東海灘，從折缽山山腳下沿海岸向東北延伸，總長3150米，從南到北依次每450米劃分為一個登陸灘頭，代號分別是綠一、紅一、紅二、黃一、黃二、藍一、藍二。陸戰五師在南端的三個灘頭登陸，穿越島的最狹窄部，孤立或攻占島南的折缽山，陸戰四師則在北麵的四個灘頭登陸，攻擊一號機場。
八時三十分，第一波68輛履帶登陸車離開出發點，向灘頭衝擊。
八時五十九分，艦炮火力開始延伸射擊。
九時整，部隊準時開始登陸，一開始非常順利，日軍的抵抗十分微弱，隻有迫擊炮和輕武器的零星射擊，美軍遇到的最大阻礙是岸灘上的火山灰，由於岸灘全是火山灰堆積而成，土質鬆軟異常，履帶登陸車全部陷在火山灰中，難以前進，後麵的登陸艇一波接一波駛上岸，卻被這些無法動彈的履帶登陸車阻擋，根本無法搶灘登陸，艇上的登陸兵隻好涉水上岸。見日軍隻有零星的輕武器射擊，特納甚至認為照此發展，隻需五天就可占領全島。但好景不長，登陸的美軍才推進了二百餘米，日軍等美軍炮火開始延伸，粟林就下令從坑道進入陣地，根據事先早已測算好的數據，日軍炮火準確覆蓋了登陸灘頭，一時間，美軍被完全壓製在灘頭，傷亡慘重，前進受阻。
陸戰五師因為比陸戰四師晚了大約二十分鍾遭到炮擊，而且炮火相對比陸戰四師遭受的要弱，所以先頭的二十八團一營得以利用這一機會，穿越島的最狹窄部，切斷了折缽山與其他地區日軍的聯係，二營則隨後向折缽山發起了攻擊。陸戰四師在日軍猛烈炮火阻擊下，幾乎寸步難行。就在這樣的危急時刻，美軍的艦炮火力給了登陸部隊以極其有力的支援，此次登陸，美軍登陸部隊每個營都配有艦炮火力控製組，能夠及時召喚艦炮火力的支援，而空中的校射飛機也發揮了巨大作用，準確測定日軍炮火位置引導艦炮將其消滅，可以說，在太平洋戰爭曆次登陸戰中，艦炮火力支援從沒有像硫磺島登陸戰那樣有效，在艦炮火力的大力支援下，美軍登陸部隊艱難向前推進，全天美軍共消耗127毫米以上口徑艦炮炮彈38550發，火力支援之強，史無前例。
九時三十分，美軍的坦克上岸，隨即引導並掩護登陸部隊攻擊前進。本該發揮巨大作用的坦克，大都陷入了厚重的火山灰裏，動彈不得，少數幾輛也行動蹣跚，很快就成為日軍反坦克炮的目標，被一一擊毀。美軍隻能依靠士兵用炸藥包和火焰噴射器，一步一步向前推進，而且每一步都要付出慘重的代價。
十時三十分，美軍已有8個步兵營和1個坦克營上岸，正竭力擴展登陸場。
十一時，風向轉為東南，風力逐漸加大，給美軍的登陸帶來了很不利的影響，這時各團的預備隊營正在登陸，許多登陸艇被強勁的陣風吹得失去控製，甚至傾覆，再加上日軍炮火的轟擊，灘頭上到處都是損壞的登陸艇，而後續的物資和人員仍在按計劃源源不斷上岸，整個海灘一片混亂。但這樣混亂的場景因塵土飛揚，硝煙彌漫，海麵上的軍艦根本看不清楚，以為一切都在按計劃施行的特納向尼米茲報告登陸部隊幾乎沒遇到抵抗，傷亡輕微。
十二時許，美軍陸戰四師二十三團僅僅前進了450米，接著繼續在火力支援下攻擊前進，直到十四時，才攻到一號機場。而四師的另一個團二十五團則被日軍在藍二灘東北的一個小艇專用港邊懸崖上的大量永備發射點所阻，傷亡嚴重，卻毫無進展，為摧毀這些永備發射點，美軍使用了一種新的引導艦炮射擊法：先以登陸艇向目標發射曳光彈，巡洋艦再根據曳光彈的彈著射擊，效果極佳，到黃昏時分，終於消除了這些火力點的威脅，但二十五團在登陸當天幾乎沒有進展。陸戰五師情況梢好，二十八團已割裂折缽山與其他地區日軍的聯係，將其包圍起來；二十七團在海灘上被困四十分鍾之後，終於取得了突破，推進到了一號機場南端。
日落時，美軍已有6個步兵團、6個炮兵營和2個坦克營共約三萬人上岸，占領了寬約3600米，縱深從650米到1000米不等的登陸場，全天有566人陣亡，1858人負傷，傷亡總數約占登陸總人數的8%。就第一天的戰況而言，情況還不算太糟糕，但隨後的戰事變得極其嚴峻。