1944年6月，随着盟军在太平洋战场越岛作战逐渐逼近日本本土，日军的抵抗也越来越顽强，让美军付出了惨痛代价。美军借鉴欧洲战场对德战略轰炸的经验，决定对日本进行大规模战略轰炸。轰炸任务由美国陆军第20航空队负责，使用当时最先进的B-29“超级空中堡垒”轰炸机，轰炸过程共分为三个阶段。
　　1944年夏季开始了对日本战略轰炸的第一阶段，美军B-29轰炸机从印度和中国的基地起飞对日本的工业城市进行轰炸，主要目标是日本的八幡、长崎、佐世堡等地以及中国东北的鞍山、沈阳和台湾冈山。由于此阶段出动飞机少，投弹量小，5个月中只投了1万吨炸弹，因此轰炸效果不明显。
　　1944年11月起进入对日战略轰炸的第二阶段，美军轰炸机从马里亚纳群岛起飞，采用对德轰炸时所用的昼间精确轰炸方法，投弹4.7万吨，主要轰炸日本的航空、石油、兵工厂等工业目标以及东京、名古屋、大阪等八大城市。由于在轰炸过程中遭到日本飞机的抗击，美军轰炸机受到很大损失。
　　1945年3月初至日本投降为战略轰炸的第三阶段。在这个阶段中，美军在加大轰炸规模的同时，轰炸方法改为夜间低空面积轰炸，使用的炸弹由爆破弹改为燃烧弹，轰炸的目标也由军事工业改为人口稠密的城市，取得了显著战果。
　　美军对日本的战略轰炸历时9个月，共投弹16万吨，轰炸了日本66座城市，摧毁了日本60%以上的军事工业，造成平民伤亡55万多人，损毁房屋244万栋。