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的封鎖效果並不理想。
由於日軍的海空軍主力在菲律賓戰役中遭到了毀滅性的打擊，已無力為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，主張憑藉折缽山和元山山地的有利地形，依託堅固的工事，實施縱深防禦。
當地的火山灰和水泥混合可以成為非常良好的混凝土，日軍用此建成許多非常堅固的地下工事，為了防止人員被圍困，每個工事都有許多出口，四通八達，通風良好，大的暗堡甚至可以容下300到400人。
日軍還準備建成27,000米的地下通道，連線所有的地下工事，美軍登陸時已經完成了18,000米。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，以縱深防禦為主，灘頭防禦為輔，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缽山和元山地區，實施縱深防禦。
慄林忠道決心將硫磺島建成堅固的要塞，以折缽山為核心陣地，以兩個機場為主要防禦地帶，在適宜登陸的東西海灘則是以永備發射點和堅固支撐點為骨幹的防禦陣地，日軍的防禦工事多以地下坑道陣地為主，混凝土工事與天然巖洞有機結合，並有交通壕相互連線。
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。
火炮和通訊網路都受到良好保護，折缽山幾乎被掏空，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。
不足的是，原計劃元山地區將修築的坑道工事有28公里長，由於時間不夠，當美軍發動進攻時只完成了70%，約18公里，而且折缽山與元山之間也沒有坑道連線。
慄林一改日軍在戰爭初期的死拼戰術，借鑑塞班島日軍反登陸戰3天內損失3萬人的戰例後主張對美軍搶灘採取不抵抗戰術。
直到美軍先頭部隊進入陸地500米再發起反擊，利用隱蔽工事近距離地大量殺傷美軍有生力量。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，使硫磺島之戰成為太平洋上最殘酷、艱鉅的兩棲登陸戰役。
硫磺島上的美軍每前進一步，都要付出巨大的代價，戰鬥已經成為不折不扣的消耗，有時一整天只前進4米，慘重的傷亡甚至使軍官們都沒有勇氣再將士兵投入戰鬥。
日軍在元山的正面由千田少將率領混成第2旅團防守，在對島上第二制高點382高地的爭奪中，陸戰4師屢屢陷入日軍的交叉火網，傷亡極其慘重，382高地因此被稱為“絞肉機”，戰鬥部隊的傷亡高達50%以上，有經驗的連、排長和軍士長傷亡殆盡，許多部隊連長由少尉或上士擔任，而排、班長大都由普通士兵擔任。
美軍必須逐一消滅側翼的日軍的陣地，解除側翼威脅，才有可能向前推進，所以戰鬥異常殘酷、激烈，直到1945年3月2日，24團才攻上了高地，但所付出的傷亡是巨大的，有好幾個連的官兵非死即傷，幾乎全連覆沒。
美軍本來計劃五天拿下硫磺島，但結果整整打了一個月的硬仗。3月26日，美軍宣佈佔領硫磺島，但在這前一天，即25日，隱藏的日軍還跑出洞穴進行最後一次進攻。
這次戰役中，進攻部隊的傷亡超過了守軍：美國陸海軍將士負傷人，陣亡約7000人。此外，巨型航空母艦薩拉託加號受重傷，護衛航空母艦俾士麥海號被擊沉。
美軍登陸部隊傷亡人數佔總人數的30%，陸戰3師的戰鬥部隊傷亡60%，而陸戰4師、5師戰鬥部隊的傷亡更是高達75%，第5兩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。
美軍為攻佔硫磺島所付出的人員傷亡比日軍還多，
