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二戰期間同盟國對日本領土及殖民地展開的戰略轟炸行動 来自维基百科，自由的百科全书
第二次世界大戰期間，盟軍多次空襲日本，重創該國城市並造成24.1至90萬人喪生。太平洋戰爭爆發後，盟軍起初僅在1942年4月發動杜立特空襲，1943年中期又小規模打擊千島群島的軍事目標。1944年6月，盟軍開始戰略轟炸日本直到1945年8月戰爭結束，而且1945年還曾出動海軍和陸基戰術空軍部隊襲擊目標。
美軍1944年中期開始發動對日空戰，在戰爭最後幾個月達到高潮。太平洋戰爭爆發前美國就已制訂空襲日本的計劃，但直到能執行遠程任務的B-29超級堡壘轟炸機投入戰鬥後才落實。1944年6月至1945年1月，駐印度基地的B-29轟炸機以中國境內基地為跳板，共九次襲擊日本西部目標，但收效甚微。1944年11月盟軍通過馬里亞納群島戰役控制馬里亞納群島並建立基地，此後戰略轟炸行動頻率和規模激增。盟軍起初採用日間高空投彈「精確」轟炸工業設施，但成效不彰。考慮到日本大部分工業生產是在小作坊或民宅完成，美軍1945年2月開始在夜間低空向城市投擲燃燒彈，焚毀大片城區。1945年間，盟軍飛機頻繁從航空母艦或琉球群島出動襲擊日本目標，為原計劃1945年10月開始攻入日本本土打基礎。1945年8月初，美軍用原子彈摧毀廣島市和長崎市。
日本軍事和民事防護無力阻止盟軍攻勢，負責防衛本土的戰鬥機和高射炮不足，而且基本無法攻擊B-29轟炸機飛行高度。燃料短缺、飛行員訓練不足，各部隊缺乏協調同樣導致戰鬥機部隊效率低下。日本城市本就難以抵禦燃燒彈轟炸，消防隊又缺乏訓練和裝備，為平民建造的防空洞太少更令局勢雪上加霜。美軍B-29轟炸機能夠輕易重創日本城區，而且絕大部分飛機都能全身而退。
盟軍空襲是1945年8月中旬日本政府決定投降的重要原因，但空襲日本城市之舉是否人道的爭論經久不息，動用原子彈尤具爭議。學界最常引用的文獻認為盟軍空襲共造成日本33.3萬人喪生，47.3萬人受傷，其他文獻估計死亡人數在24.1至90萬人範圍。除導致大量平民傷亡外，盟軍空襲還令日本工業生產大幅回落。
美國陸軍航空兵團（1942年2月納入美國陸軍航空軍）[5]早在1940年就開始制訂對日空戰的應急計劃。據美國駐日大使館海軍武官同年匯報，日本民防薄弱，軍方提議派美國飛行員組建志願軍與中方合作，投身中國抗日戰爭。[6]1941年下半年，美軍志願人員組成的飛虎隊（中華民國空軍美籍志願大隊）駕駛P-40戰鷹戰鬥機開始加入中華民國空軍作戰。同年美國又組建新大隊從中國基地出動哈德遜式轟炸機和A-20浩劫攻擊機空襲日本。1941年12月7日日本偷襲珍珠港，美國對日宣戰，美方志願人員無需再秘密行動。但是，1941年11月離開美國的第二志願大隊人數不多，美國宣戰後便轉移到澳大利亞。[7][8]
太平洋戰爭爆發後，日本起初戰果輝煌，美國之前制訂的襲擊日本列島計劃作廢，而且多次嘗試從中國基地發動小規模對日空戰未果。戰爭爆發前，美國陸軍航空軍計劃從威克島、關島、菲律賓和中國沿海轟炸日本。[7]日軍迅速攻占上述地區，1941年12月8日襲擊克拉克空軍基地更摧毀美國陸軍航空軍駐菲律賓的大部分重型轟炸機[9]。1942年3至4月，美國陸軍航空軍計劃派13架重型轟炸機從中國起飛襲擊日本列島，但因日本占領緬甸引發的後勤隱患、同時中華民國領導人蔣介石又不同意美國使用他控制的機場，美方轟炸機飛到印度後只能就地待命。1942年5月，美軍派13架B-24重型轟炸機飛往中國作戰，但很快又受命趕赴地中海戰場支援盟軍對抗意大利皇家海軍。[10]1942年7月，飛虎隊隊長陳納德上校要求組建100架P-47戰鬥機和30架B-25米切爾型轟炸機的部隊，認為這就足以「摧毀」日本飛機製造業。三個月後，陳納德又向美國總統富蘭克林·德拉諾·羅斯福匯報，宣稱105架現代戰鬥機和40架轟炸機（其中重型轟炸機12架）就能在六至十二個月內「打垮日本」。美國陸軍航空軍認為他的看法不切實際，陳納德的增援要求未獲批准。[10]
戰爭爆發前，大日本帝國政府防禦本土空襲的戰略重點考慮消滅敵方空軍基地，還認為蘇聯駐俄羅斯遠東地區的戰機威脅最大。日軍計劃一旦與蘇聯開戰就馬上摧毀本土周邊範圍空軍基地。[11]太平洋戰爭爆發後，日本政府認為防範美軍空襲的最佳手段是占領中國及太平洋地區，讓美軍沒有合適地點發動空襲。日軍雖然有把握守御這些地區，但也知道盟軍還能利用航空母艦出動海軍戰機小規模空襲本土。日本工業資源不足以在維持中國和太平洋空軍攻勢的同時從容應對盟軍空襲本土，政府決定不在空防上投入大量資源。[12]
太平洋戰爭爆發之初，日本列島駐紮的空軍和高射炮部隊很少。1941年7月成立的大日本帝國防衛總司令部負責監督本土防禦，但本土所有作戰部隊都劃入北部軍、東部軍、中部軍和西部軍四大軍區，由陸軍省直接統領。防衛總司令部的實際職能只是協調最高軍事決策機構大本營與各軍區通訊。[13]
1942年初，負責防禦日本的兵力包括一百架陸軍飛行戰隊戰鬥機，兩百架海軍航空隊戰鬥機，其中許多都是過時機型；另有七百挺高射炮，其中陸軍五百挺，海軍兩百挺[14]。駐守本土的陸軍飛行戰隊和海軍部隊大多只是訓練機隊，抵抗盟軍襲擊的能力有限[15]。陸軍在組建雷達站期間成立軍民觀察哨網，針對空襲提前發警報。防空體系的指揮和控制混亂，陸軍飛行戰隊和海軍彼此缺乏通訊和協調，導致部隊無法應對突襲。[14]
日本城市民防薄弱，而且城市設計極易遭受燃燒彈重創。城區通常十分擁擠，大部分建築是用紙、木等易燃材料打造。此外，城區工業和軍事設施周圍往往是人口密集的住宅區。[16][17]絕大多數城市沒有職業消防員，全靠志願者滅火，消防隊還缺乏現代消防裝備，滅火方法過時[18]。東京和大阪自從1928年起就開始舉辦空襲演習，日本政府自1937年起就要求地方政府向平民提供應對空襲指導手冊[19]。太平洋戰爭爆發前，日本列島修建的防空洞及其他民用空防設施很少[20]。
中國抗日戰爭爆發後，中華民國空軍於1938年5月19日出動兩架B-10轟炸機在長崎市、福岡市、久留米市、佐賀市及九州其他多地投放政治宣傳傳單。這些傳單對日本民眾沒有影響，但表明中國有能力小規模空襲日本列島。日軍事後誤以為中華民國空軍的戰機能夠從2100公里外發動空襲，並在1939年中國軍隊反擊前採取措施防範針對日本西部的潛在襲擊。[21]
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1942年4月中旬，美國陸軍航空軍首度空襲日本。此次行動的主要目的是對日本偷襲珍珠港還以顏色，提升美方士氣。美軍用大黃蜂號航空母艦把十六架B-25米切爾中型轟炸機運抵足以打擊日本列島的海域，飛機在4月18日起飛，各自轟炸東京都、橫濱市、橫須賀市、名古屋市和神戶市的目標。日本防空部隊猝不及防，美軍16架飛機都未遭受嚴重損傷並撤往中國和蘇聯，但有多架飛機耗盡燃油後在日占區墜毀。[22]日本共有五十人死亡，四百餘人受傷，約兩百套房屋被毀[23]。
杜立特空襲沒有造成什麼破壞，但影響很大。美國士氣大振，盛讚負責行動的詹姆斯·哈羅德·杜立德中校是英雄。[24]日本空防如此薄弱，軍方領導人痛定思痛，把太平洋地區四個戰鬥機飛行中隊召回本土負責防禦。大日本帝國海軍為確保美國海軍未來不能再度發動空襲而在太平洋主動出擊，結果在中途島海戰慘敗。[25]杜立特空襲的美軍飛機原計劃在中國中部機場降落，日本陸軍發動浙贛戰役，最終占領這些地區並導致25萬中國軍人和平民喪生，其中的平民傷亡大多屬戰爭罪[26]。機場被毀及大量人員傷亡導致中國戰爭局勢急劇惡化[27]。大日本帝國海軍還開始研發能夠攜帶燃燒彈和人員殺傷炸彈的長距離氣球炸彈，希望從本土直接攻擊美國[28]。
杜立特空襲過後，美軍又在1943年中期襲擊千島群島。1943年5月，美方通過阿留申群島戰役解放阿拉斯加州阿圖島，為陸軍航空軍打擊千島群島提供必要基地。為解放阿留申群島的基斯卡島，美國第十一航空隊多次襲擊千島群島，防止日本在此駐守空戰部隊。7月10日，美軍首次出動八架B-25米切爾型轟炸機襲擊占守島南部和幌筵島北部，7月18日又出動六架B-24重型轟炸機空襲千島群島。8月15日，美軍兵不血刃解放基斯卡島。[29]
第十一航空隊和美國海軍繼續小規模空襲千島群島直至戰爭接近尾聲。1943年9月11日，陸軍航空軍出動20架B-24和B-25轟炸機襲擊千葉群島，但損失的戰機有九架之多，陸軍航空軍此後中斷空襲五個月，美國海軍繼續派PBY卡特琳娜水上飛機空襲。大日本帝國海軍於1943年8月建立北東方面艦隊，同年11月，千島群島和北海道駐守的日本戰鬥機達到歷史高峰260架。第十一航空隊獲得兩個中隊的P-38閃電式戰鬥機增援後於1944年2月恢復攻勢，持續打擊千島群島目標直至1945年6月。[30]這些空襲造成的破壞很小，但促使日軍分派大批軍人駐守北方島嶼防範美軍入侵[31]。
1943年下半年，美國參謀長聯席會議批准B-29超級堡壘轟炸機從印度起飛戰略空襲日本列島和東亞其他目標、並在中國建立前線機場的計劃。戰略代號「馬特霍恩作戰」，計劃在中國內陸的成都市附近修建大型簡易機場，B-29轟炸機從位於孟加拉的基地起飛後在此加油，然後襲擊日本列島目標。[32]陳納德此時已升任第十四航空隊駐華部隊司令，他建議在離日本更近的桂林市新建B-29轟炸機基地，但未獲批准，上級認為這裡容易遭日軍反撲[33]。B-29轟炸機的作戰半徑是2600公里，從成都簡易機場起飛只能打擊九州[34]。機場1944年1月動工，約30萬華人勞工和7.5萬契約勞工參與[35]。
美國第20轟炸機司令部（XX Bomber Command）負責「馬特霍恩作戰」，地面人員1943年12月開始從美國趕赴印度[36][37]。1944年4月，負責監督所有B-29轟炸機任務的美國第二十航空隊成立，而且史無前例地由美國陸軍航空軍司令亨利·阿諾德上將直接從華盛頓哥倫比亞特區的五角大樓指揮[38]。第58轟炸聯隊（58th Bombardment Wing）是第20轟炸機司令部的主要作戰部隊，於1944年4月至5月中旬陸續離開堪薩斯州飛抵印度[39]。
日軍預計美軍會出動B-29轟炸機來襲，並於1944年初開始將中國和太平洋的戰鬥機部隊調回本土。日本情報機構發現印度和中國境內都在建設B-29轟炸機基地，軍方開始制訂計劃防範中國境內發動的空襲。[40]陸軍飛行戰隊駐本州和九州的三個飛行團在三到六月大幅擴充成飛行師團。截至六月下旬，本土列島防空部隊共有260架戰鬥機，緊急情況下還能增加約五百架。[41][42][43]主要城市和軍事基地增設高射炮和探照燈部隊[42]。五月，防衛總司令部取得東部軍、中部軍和西部軍指揮權[44]。大日本帝國海軍駐吳市、佐世保市和橫須賀市防禦戰鬥機部隊也在七月收歸防衛總司令部調配。但是，即便都由防衛總司令部統領，陸軍部隊與規模遠遠不及的海軍部隊依然缺乏合作[43][45][46]。B-29轟炸機的巡航高度達9100米，日本絕大多數戰機和高射炮根本打不着，同時能夠提前發警報的雷達站也遠遠不足，所以本土列島防禦力量依然不足以應對盟軍空襲[47]。
杜立特空襲後，為防範盟軍繼續空襲，日本政府設法改善民防。中央政府要求各一級行政區政府為平民修建防空洞，但因混凝土和鋼材不足，建成的掩體很少。1943年10月，內務省要求主要城市的居民自行修建防空掩體，但市民大多只能挖壕溝。[20]日本為防空總部和關鍵通訊設施建有少量結構複雜的掩體，能前往足以抵卸炸彈空襲掩體的市民不到兩個百分點，只不過B-29轟炸機來襲時部分平民還能前往隧道或天然洞穴躲避[48]。內務省在戰爭爆發後增加消防員人數，但絕大多數還是志願者，缺乏足夠培訓和裝備[49]。政府訓練平民滅火，鼓動他們立下「防空誓言」應對燃燒彈和高爆彈空襲[50]。
1943年秋，日本政府開始採取更多手段防範針對主要城市的空襲。防空總司令部於同年11月成立，12月就開始拆除大量主要城市建築修建防火道。二戰結束時，日本共拆除61.4萬套住房，占全國戰爭期間損失房屋的兩成，導致350萬人流離失所。[51]1943年12月，政府提倡易遭空襲城市的老人、兒童和婦女遷居農村，並實施計劃將全班級的學生統一撤離。截至1944年8月，已有33萬學童隨校轉移，另外45.9萬跟隨家人遷至鄉間。[50]但受物流運輸條件限制，日本基本沒有採取措施加強工業設施防禦[52]。
1944年6月中旬，第20轟炸機司令部開始打擊日本。首輪空襲於6月15日晚至次日凌晨展開，75架B-29轟炸機襲擊九州北部八幡市的帝國鋼鐵廠。美軍損失七架B-29轟炸機而且造成的破壞很小，但令日本民眾意識到祖國即將戰敗，美國新聞媒體以極大熱情正面報導消息。[53][54]日軍此後開始擴充本土戰鬥機部隊，同年十月三個飛行師團一共已有375架飛機，兵力一直保持到1945年3月[43]。美軍駐華基地儲存的燃油不足，第20轟炸機司令部司令肯尼斯·沃爾夫（Kenneth Wolfe）准將無法繼續打擊日本，阿諾德叫他捲鋪蓋走人並派第八航空隊轟炸德國老手柯蒂斯·李梅少將接手[55]。
接下來美軍多次從中國出擊，但基本沒有達成目標。第二次空襲是7月7日17架B-29轟炸機襲擊佐世保市、大村市和戶畑市，與8月10日晚到11日凌晨24架B-29轟炸機空襲長崎市一樣收效甚微。8月20日美軍再度空襲八幡市，但B-29轟炸機遭遇上百架戰鬥機攔截。共61架B-29轟炸機飛抵目標上空，日軍擊落12架，其中一架毀於自殺式撞機。[56]日本政府宣稱此役擊落美方一百架轟炸機，並將一架墜毀的B-29轟炸機運到東京展出[57]。1944年8至9月，李梅實施培訓計劃並改組維修部門，第20轟炸機司令部此後表現顯著改善。10月25日，美軍空襲大村市並炸毀市內小型飛機工廠，但11月11日再度襲擊該市又告失敗。11月21日和12月19日，第20轟炸機司令部分別出動61和17架B-29轟炸機打擊大村市。1945年1月6日，第20轟炸機司令部出動28架B-29轟炸機第九次也是最後一次襲擊日本，轟炸目標依然是大村市。此外，第20轟炸機司令部還從中國基地出發，多次打擊滿洲、中國、福爾摩沙的目標，並從印度打擊東南亞目標。3月29日，第20轟炸機司令部從印度出發執行最後一次任務轟炸新加坡，此後部隊轉移到馬里亞納群島。[58]
「馬特霍恩作戰」整體缺乏實效，九次空襲日本只摧毀大村市飛機工廠。第20轟炸機司令部從印度和中國基地出發的行動共計損失125架B-29轟炸機，絕大部分毀於事故，日軍擊毀的只有22至29架。[59][60]空襲對日本民眾士氣影響很小，雖然迫使日軍為加強本土防禦削弱其他領域實力，但盟軍為此消耗的資源實在太多。此外，第十四航空隊提供軍機在印度和中國之間運送補給物資，支援第20轟炸機司令部的行動，但這很可能導致航空隊不能集中資源更有效地打擊日本基地和航運。美國陸軍航空軍的官方歷史文獻認為，中印間物資運輸困難、效率低下，是「馬特霍恩作戰」失敗最重要的原因，B-29轟炸機頻繁出現機械故障、飛行員經驗不足同樣不容忽視。[61]日本常見的惡劣天氣也導致B-29轟炸機難以發揮，抵達目標上空後，機組人員很難在狂風和雲層遮擋下準確打擊目標[34]。
1944年，美蘇曾考慮合作，兩國飛行員駕駛美軍提供的飛機從蘇聯基地出發轟炸日本。羅斯福總統在德黑蘭會議提出建議後，約瑟夫·維薩里奧諾維奇·斯大林於1944年2月2日同意，蘇日宣戰後美國可以借用西伯利亞的蘇聯基地出動一千架轟炸機。[62]
1944年春，蘇聯要求美國協助組建遠程轟炸部隊對付日本，租借300架B-24轟炸機和240架B-29轟炸機。同年七至八月，美國在談判中同意提供兩百架B-24轟炸機（每個月50架，可能借道阿巴丹運抵蘇聯）並培訓駕駛和維修人員。但因難以安排，蘇方於9月29日表示B-24轟炸機表現不夠穩定，宣布放棄美國提供的培訓。[63]
斯大林在1944年莫斯科會議期間同意美國使用符拉迪沃斯托克附近已建造並保留六至七個大型機場的航空基地[63]，並將彼得羅巴甫洛夫斯克（堪察加半島）充當基地使用。他完全沒有提及之前組建蘇聯轟炸機部隊的提議，但同年12月美方人員抵達莫斯科後卻無法與蘇聯當局達成任何協議。12月16日，阿列克謝·因諾肯季耶維奇·安東諾夫大將表示，蘇軍需要保留所有沿海行政區的海軍和航空基地，美國B-29轟炸機基地需要從符拉迪沃斯托克大幅北遷至共青城-尼古拉耶夫斯克地區的阿穆爾河河口附近。1945年2月，斯大林在雅爾塔會議上告知羅斯福，美軍B-29轟炸機基地設在偏遠的共青城-尼古拉耶夫斯克地區。安東諾夫表示將開始基地初步建設，但計劃後來無疾而終。[64]
1944年6至8月，美軍在馬里亞納群島戰役期間通過關島戰役、塞班島戰役和天寧島戰役從日軍手中奪得各島控制權[65]。美國陸軍航空軍和美國海軍的工兵隨後共在各島修建六個機場，可容納成百上千的B-29轟炸機[66]。與中國的機場相比，這些機場位於東京以南約2400公里，可從海路獲取補給，足以發動更加密集的空襲，B-29轟炸機無需加油就能打擊日本列島絕大多數地區後返航[1]。塞班島機場建設期間，日本多次出動戰機空襲[67]。
1944年10月，第二十航空隊下屬的第21轟炸機司令部（XXI Bomber Command）開始抵達馬里亞納群島，部隊司令海伍德·漢塞爾（Haywood S. Hansell）准將也曾投身第八航空隊對德作戰。10至11月，第21轟炸機司令部執行六次打擊中太平洋目標的練習任務，為空襲日本打基礎。[68]11月1日，首架F-13超級堡壘偵察機飛過東京上空，拍下該市西部城區和工業設施的照片，這也是杜立特空襲過後美國飛機首次從該市上空飛過。11月上旬美軍多次出動偵察機，收集東京至橫須賀地區飛機工廠及港口設施的情報。F-13超級堡壘偵察機飛行高度和速度都超出日本重型高射炮和戰鬥機打擊範圍，所以基本上都能全身而退。[69]
漢塞爾所部起初着重打擊日本飛機製造業[70]。1944年11月24日的首次空襲代號「聖安東尼奧一號行動」（Operation San Antonio I），目標是東京郊外的武藏野飛機製造廠。美軍共出動111架B-29轟炸機，僅24架轟炸主目標，其他轟炸機襲擊港口、工業設施和城區。日軍出動125架戰鬥機攔截，但只擊落一架B-29轟炸機。[1]此次空襲對飛機工廠造成一定破壞，進一步削弱日本民眾對國家空防的信心[71]。11月27日，日本海軍航空隊和陸軍飛行戰隊對馬里亞納群島B-29轟炸機基地的打擊升級，此後一直持續到1945年1月，共摧毀11架B-29轟炸機，擊傷43架，日軍共損失約37架飛機[72]。大日本帝國海軍還在11月用氣球炸彈攻擊美國，但因效率太低在1945年3月放棄，這段時間日本共釋放九千個炸彈，僅285個抵達美國本土[73]。
1944年11月27日至12月3日，第21轟炸機司令部三次襲擊東京，其中兩次的目標是武藏野飛機製造廠，還有一次是用專為破壞日本城市研發的M69燃燒彈打擊工業區[74]。受狂風和雲層影響，11月27日與12月3日的行動效果不佳，11月29日晚至30日凌晨的燃燒彈空襲僅焚毀約0.26平方公裡面積，第二十航空隊認為三次行動都告失敗[75]。
漢塞爾所部接下來的五次空襲有四次目標是名古屋。12月13和18日的前兩次空襲採用精確轟炸戰術，破壞該市飛行製造廠。[76]第三次是根據第二十航空隊指示出動100架攜帶M69燃燒彈的B-29轟炸機，檢驗這種武器打擊日本城市的效果。漢塞爾認為精確轟炸戰術已經開始走上正軌，此時改用區域轟炸會適得其反，上級承諾行動只是試驗，不代表戰術轉變，漢塞爾這才遵命出擊。[77]12月22日，美軍又出動78架B-29轟炸機攜帶燃燒彈精確轟炸名古屋的飛機製造廠，但因天氣惡劣收效甚微[78]。12月27日，第21轟炸機司令部再次突襲東京武藏野飛機製造廠仍以失敗告終。1945年1月3日，97架B-29轟炸機區域轟炸名古屋，但引發的火災很快就得到控制。[79]
阿諾德對第21轟炸機司令部的成績非常失望，要求儘快提供戰果。第二十航空隊總部希望更加注重區域轟炸，對漢塞爾堅持精確轟炸不以為然。阿諾德認為李梅在改善第20轟炸機司令部業績方面表現亮眼，在1944年12月決定由李梅接替漢塞爾，希望能夠解決第21轟炸機司令部面臨的問題。漢塞爾於1945年1月6日獲知阿諾德的決定，但持續任職到1月中旬。[80]1月9日和14日，第21轟炸機司令部又精確轟炸東京武藏野飛機製造廠和名古屋三菱飛機廠，但都以失敗告終。漢塞爾計劃的最後一次精確轟炸任務更具成效：1月19日，77架B-29轟炸機重創明石市附近的川崎航空工業株式會社工廠。[81]第21轟炸機司令部投身戰鬥的前三個月里，平均每次空襲損失4.1%的飛機[82]。
大本營直到1945年1月下旬才通過防範美軍空襲的民防方案，因職業消防員不足，方案將滅火任務交由區委會及鄰里互助團體負責。每天晚上十點，平民需自覺實行燈火管制。小笠原群島的日本基地通常能提前一小時預警美軍空襲，受威脅的城市拉響防空警報。[83]
李梅接手之初，第21轟炸機司令部的表現仍不穩定。1月23日至2月19日部隊的六次大規模任務成效不彰，只有2月4日的神戶大空襲用燃燒彈重創神戶市區及主要工廠。[84]李梅實施更加嚴格的飛機維護方針，所以空襲期間出現機械故障被迫返航的B-29轟炸機減少，執行上述任務期間，全軍共損失5.1%的戰機[85]。2月19日至3月3日，李梅所部多次精確轟炸日本飛機工廠，力求從源頭打垮日本航空部隊，確保他們無法支援硫磺島戰役，但這些行動都因狂風和雲層遮擋效率很差。2月25日，172架B-29轟炸機攜帶燃燒彈空襲東京，行動取得成功，焚毀和重創約2.6平方公里城區。[86]此次行動是對燃燒彈轟炸成效的大規模檢驗[87]。
第21轟炸機司令部的精確轟炸大多宣告失敗，其中最重要的原因就是天氣，狂風和雲層導致飛行員基本不可能準確命中目標。同時，馬里亞納群島和日本之間常有強烈的鋒，極易破壞美軍飛行隊形並引發導航故障。B-29轟炸機維護人手不足，機場過於擁擠，致使行動時能夠出動的飛機數量減少，起飛和返航更加困難。[88]1945年3月，美國陸軍航空軍高級將領已經非常關注從中國和馬里亞納群島發動空襲的低下戰鬥效率，B-29轟炸機項目代價高昂，戰果如此差勁實在說不過去，長此以往，陸軍航空軍也無法證明獨立航空作戰力量的實效[89]。
1943年，美國陸軍航空軍高層開始評估燃燒彈轟炸日本城市是否可行。日本的主要工業設施集中在幾個大城市，而且大部分生產是在市區的民居和小工廠完成，所以很容易受此類攻擊破壞。作戰規劃者估計，只要用燃燒彈轟炸日本最大的六個城市就能破壞近四成工業設施和每月760萬人的勞動力損失，同時會造成50餘萬人死亡，約775萬人無家可歸，350萬人被迫轉移。[90][91]同年美國陸軍航空軍在埃格林空軍基地和杜格威試驗場（Dugway Proving Ground）用日本村莊風格建築群檢測燃燒彈攻擊效果[92]。美軍還曾研發「蝙蝠炸彈」，用飛機把綁有燃燒彈的蝙蝠運到日本城市上空後投放，但在1944年取消計劃[93]。1944年底，燃燒彈在漢口大轟炸中取得顯著的成果，給李梅留下了深刻的印象。1945年初，海堤行動取消後，台灣城市成為陸軍航空軍轟炸目標，用來驗證對付日本城區的戰術[94]。
美國生產凝固汽油彈配合火焰噴射器和燃燒彈使用，產量從1943年的230噸升至1944年的3600噸。美國九家工廠生產的大部分凝固汽油彈直接送到炸彈組裝廠，製成M69燃燒彈，或以38個為單位組成E46集束炸彈，再遠跨太平洋儲存起來等待調用。[95]阿諾德和陸軍航空軍其他決策層打算累積大量燃燒彈後再轟炸，以摧枯拉朽之勢瓦解日本城市防禦[96]。
精確轟炸的失敗和2月25日燃燒彈空襲東京的成功對比顯著，庫存燃燒彈非常充足，李梅在1945年3月初決定開始燃燒彈空襲日本大城市[96][97]。他的決定和上級一致，阿諾德向第21轟炸機司令部發出的目標指令也明確除飛機製造廠外，日本城區便是首要目標。目標指令還要求在檢測M69燃燒彈實戰效果、並且存量足以發起大規模行動後再發動空襲。[98]李梅發動襲擊前沒有正式呈請阿諾德批准，此舉是為保護上級，如果行動失敗也不致牽連高層領導。第二十航空隊參謀長勞里斯·諾斯塔德（Lauris Norstad）准將知道李梅變更戰術並提供協助。[99]改用燃燒彈戰術表明陸軍航空軍不再專注精確轟炸，軍方高級將領和美國政府高層認為這是儘快結束戰爭的必要措施[100]。
第21轟炸機司令部之前的標準戰術是日間高空轟炸，為儘量擴大戰果，李梅命令B-29轟炸機改在夜間1500米低空投彈。日本夜間的天氣更好，夜間戰鬥機和高射炮部隊夜間戰鬥力薄弱，李梅甚至要求拆除B-29轟炸機大部分防禦機炮，減輕飛機負重，攜帶更多炸彈。[87]機組人員頗為反感李梅的指令，認為應當安全第一保持高空飛行並攜帶充足的防禦武器[101]。
1945年3月9日晚至10日凌晨，李梅所部發動「會議室行動」，事實證明這是第二次世界大戰期間破壞最嚴重的空襲[102]。第21轟炸機司令部全力出擊，3月9日下午共346架B-29轟炸機離開馬里亞納群島飛往東京。關島時間3月10日凌晨兩點左右，B-29轟炸機逐漸抵達東京上空，279架轟炸機共投下1665噸炸彈。[103]空襲引發大面積火災，日本民防根本無力應付，大火摧毀41平方公里建築，占東京城區的7%[104]。東京警方和消防部門估計空襲期間共有8萬3793人喪生，4萬零918人受傷，一百多萬人無家可歸，二戰結束後估計的死亡人數在八至十萬人範圍。[105][106]東京戰爭工業同樣遭受重創[105]，日軍抵抗相對薄弱，包括機械故障美軍也只損失14架B-29轟炸機，高射炮擊傷另外42架[107]。日本政府此後下令轉移所有大城市的三至六年級學生，截至四月上旬已有八成七轉移[50]。
李梅所部再接再勵，3月11日又出動310架B-29轟炸機襲擊名古屋。此次空襲的打擊範圍更廣，但破壞程度不及，不過仍然摧毀5.3平方公里建築，而且日軍未能擊落美軍戰機。3月13日晚至14日凌晨，274架超級堡壘轟炸機空襲大阪，以損失兩架飛機的代價摧毀21平方公里城區。美軍的下一個目標是神戶，3月16日晚至17日凌晨該市遭331架B-29轟炸機空襲，引發的火災暴風摧毀18平方公里城區，占全市面積的一半，導致八千人喪生，65萬人流離失所，美軍僅損失三架B-29轟炸機。3月18日晚至19日凌晨，名古屋再次遇襲，7.6平方公里建築毀於一旦，美方僅一架飛機在海上迫降，所有機組人員安全返航。第21轟炸機司令部庫存的燃燒彈至此全部耗盡，首輪燃燒彈空襲結束。[108][109]3月23日晚至24日凌晨，李梅所部再度大規模出動，251架B-29轟炸機精確轟炸三菱飛機發動機廠，行動最終失敗，日軍擊落五架敵機[110]。美軍這個月還向日本民眾空投政治傳單，呼籲日本國民推翻政府，否則只能玉石俱焚[111]。
美國陸軍航空軍認為燃燒彈空襲非常成功，美方損失遠低於日間精確轟炸。哥倫比亞特區負責制定對日空戰策略的聯合目標組（Joint Target Group）制訂計劃，分兩大階段打擊22個日本城市，但也建議在區域轟炸同時繼續精確轟炸特別重要的工業目標。此次戰役旨在為盟軍攻入日本列島熱身，但李梅和阿諾德的部分下屬認為這些空襲足以迫使敵人投降。[112][113]
美軍三月的行動證明日軍無力保護本國領空，日本政府非常關心燃燒彈空襲的效果。大規模空襲不但重創城市建築，還導致居民擔心工廠淪為轟炸目標而不敢離家上班，企業缺勤率顯著上升。[114]日本再度提升空防實力，4月共有450架戰鬥機負責防禦，但仍遠遠不足[115]。
3月下旬至5月中旬，第21轟炸機司令部忙於襲擊日本南部機場，支援盟軍攻打日本列島以南僅數百英里的沖繩島，暫時無法發動大規模燃燒彈空襲。4月1日盟軍登陸前，李梅所部在3月27日轟炸九州大分市和大刀洗町的機場，以及大村的飛機製造廠，31日再次空襲大分市和大刀洗町，這段時間完全沒有損失B-29轟炸機。[116]4月6日，日軍對盟軍艦隊開展大規模神風特攻隊空襲，採用自殺式撞擊炸傷或炸沉眾多軍艦和運輸艦。盟軍立即採取措施，第21轟炸機司令部受命在4月8日和16日大規模空襲九州各地機場，不過第一次行動因雲層遮掩改為空襲鹿兒島市住宅區。4月17日至5月11日，第21轟炸機司令部出動B-29轟炸機執行的任務有七成五旨在直接支援沖繩島戰役，襲擊機場及其他目標。李梅所部共出動2104架次超級堡壘轟炸機攻擊17個機場，己方損失24架飛機，233架受損，但依然不足以完全壓制日軍從這些機場發動神風特攻隊空襲。[117][118]
沖繩島戰役期間，盟軍很少空襲日本城市。4月1日晚，121架B-29轟炸機精確轟炸東京中島發動機廠；4月3日晚，靜岡市、小泉町和立川市的發動機廠遭遇類似空襲。第21轟炸機司令部缺乏夜間精確命中目標所需設施，所以上述空襲都不成功，李梅決定不再開展同類行動。[119]4月4日，少量超級堡壘轟炸機襲擊東京和附近的川崎市。4月7日，李梅又精確轟炸東京和名古屋的飛機製造廠，兩次行動都很順利，其中襲擊東京的行動還首次獲戰鬥機護航，第7戰鬥機司令部（VII Fighter Command）派駐硫磺島的P51遠程戰鬥機協同行動。美方宣稱此役以兩架P-51戰鬥機、七架B-29轟炸機的代價取得擊落101架日本飛機的輝煌戰果。[120][121]4月12日，250餘架B-29轟炸機襲擊三家飛機廠，第73轟炸聯隊（73d Bombardment Wing）重創武藏野飛機廠，並在185架日本戰鬥機圍堵下全身而退[122][123][124]。
4月13日，李梅再度發動夜間燃燒彈空襲，327架B-29轟炸機襲擊東京兵工廠地區，摧毀30平方公里城區，其中包括多家軍工廠。兩天後，303架超級堡壘轟炸機襲擊東京地區，以損失12架飛機的代價焚毀東京16平方公里城區，川崎9.3平方公里城區和橫濱3.9平方公里城區。[121][125]4月24日，131架B-29轟炸機摧毀東京附近大和村的立川飛機發動機廠。李梅原計劃六天後再度空襲立川飛機廠，但因雲層遮擋中止任務，部分重型轟炸機轉攻濱松市。5月5日，第21轟炸機司令部再度發動精確空襲，目標是吳市的廣海軍飛機工廠，最終148架B-29轟炸機重創工廠。[126]五天後，李梅所部又順利襲擊岩國、大島和德山市的儲油設施[127]。5月11日，少量超級堡壘轟炸機摧毀神戶甲南的飛機機身工廠[126]。1945年4月，第58和第315轟炸聯隊（315th Bombardment Wing）抵達馬里亞納群島，第21轟炸機司令部兵力達到鼎盛，有五個聯隊共1002架B-29轟炸機，是世界上最強大的航空部隊[128][129]。
無需支援沖繩島戰役後，李梅所部從5月中旬開始對日本大城市開展密集的燃燒彈攻勢。5月13日白天，472架B-29轟炸機空襲名古屋，摧毀8.2平方公里城區。日軍極力抵抗，擊落兩架敵機，擊傷64架，另有八架超級堡壘轟炸機毀於其他原因。美方宣稱摧毀18架日本戰鬥機，擊傷16架，「可能」擊落另外30架。5月16日晚又有457架B-29轟炸機襲擊名古屋，焚毀9.9平方公里城區。日軍夜間防禦遠不及白天，美軍僅因機械故障損失三架飛機。兩次空襲共導致日本3866人死亡，47萬2701人流離失所。[130]5月19日，318架超級堡壘轟炸機精確打擊立川飛行機株式會社，但未達成預期目標[131]。5月23日和25日，第21轟炸機司令部又兩度對東京發動大規模燃燒彈空襲，其中第一次出動520架B-29轟炸機，摧毀東京南部14平方公里城區， 美方損失17架飛機，另有69架受損[132]。第二次出動502架超級堡壘轟炸機，焚毀東京中部44平方公裡面積，其中包括主要政府機構總部和大部分皇居。美國政府無意炸死昭和天皇，曾告知機組人員不要轟炸皇居。日軍此役表現改善顯著，擊落26架B-29轟炸機，擊傷100架。[133][134]
空襲結束時，美軍已經摧毀東京過半城區（50.8%），第21轟炸機司令部不再以該市為目標[135]。李梅所部五月最後一次大規模空襲是29日白天發起，共出動517架B-29轟炸機和101架P-51戰鬥機，目標橫濱。日軍出動150架零式戰鬥機攔截，雙方爆發激烈空戰。日方擊落五架超級堡壘轟炸機，擊傷175架。P-51戰鬥機飛行員宣稱「摧毀」26架敵機，「可能」摧毀另外23架，己方僅損失三架戰鬥機。454架B-29轟炸機抵達橫濱並轟炸主商業區，摧毀18平方公里建築，上千日本人喪生。[136][137]五月的所有空襲共摧毀日本240平方公里建築，占該國城區總面積七分之一。內務省大臣山崎巖認為，五月空襲過後，政府意識到日本民防根本不起作用。[138]
針對日本大城市的燃燒彈空襲在六月收尾。6月1日白天，148架P-51戰鬥機護送521架B-29轟炸機空襲大阪。戰鬥機途中飛過厚厚的雲層，結果27架毀於撞機。458架超級堡壘轟炸機和27架戰鬥機飛抵目標上空，摧毀8.2平方公里建築，奪走3960條人命。6月5日，473架B-29轟炸機日間空襲神戶，以損失11架轟炸機的代價焚毀11.3平方公里建築。6月7日，又有409架B-29轟炸機襲擊大阪，摧毀5.7平方公里建築後全身而退。6月15日大阪第四次遇襲，444架超級堡壘轟炸機焚毀4.9平方公里城區和附近尼崎市1.5平方公里城區，大阪30萬套房屋被毀。[139][140]第21轟炸機司令部打擊日本城市的第一階段攻勢至此結束。五至六月間，李梅所部摧毀日本六大城市大部分城區，造成11.2萬至12萬6762人喪生，數百萬人無家可歸。大面積破壞和慘重人員傷亡讓越來越多的日本人意識到軍方已無力守御本土。相比之下，美方共損失136架B-29轟炸機。[141][142][143]東京、大阪、名古屋、神戶、橫濱和川崎「至少12萬6762人喪生……150萬戶民宅和至少270平方公里城區被毀」[144]。東京、大阪和名古屋共有近260平方公里城市夷為平地，「超出美國陸軍航空軍和英國皇家空軍摧毀的德國城市面積總和」（約200平方公里）[144]。
1945年6月中旬，阿諾德造訪李梅設在塞班島的總部，提議空襲日本25個人口在6.2至32.3萬的中小城市，同時繼續精確轟炸重要目標。美國戰略轟炸調查團評估空襲德國的成效後建議重點打擊日本交通運輸網，力求癱瘓該國貨物運輸、斷絕食品供應，但阿諾德和李梅還是決定打擊中小城市。[145]李梅計劃在天氣晴好時精確襲擊重要工業目標，其他時間用雷達指引燃燒彈空襲。目標城市和工業設施相比偏小，所以同一天就能分組襲擊多地。李梅的目標戰略人稱「帝國計劃」，一直持續到戰爭尾聲。[146]
「帝國計劃」包含五次大規模精確轟炸。6月9日，兩組B-29轟炸機襲擊奈良尾町（現長崎縣南松浦郡新上五島町）的飛機製造廠，另外兩組攻擊名古屋熱田區的工廠，重創兩家工廠。還有一組超級堡壘轟炸機原計劃空襲明石市的川崎航空工業株式會社工廠，但意外轟炸附近村莊。次日，107架P-51戰鬥機護送B-29轟炸機成功襲擊東京灣地區六家工廠。[147]6月22日，382架超級堡壘轟炸機精確空襲本州南部六個目標，遇襲城市包括吳市、各務原市、姬路市、水島和明石市，重創大部分目標工廠[148]。四天後，148架P-51戰鬥機陪同510架B-29轟炸機攻擊本州南部和四國的九家工廠，但因雲層阻擋未能重創首要目標，大部分轟炸機轉為打擊機會目標或少量飛機協同作戰[149]。此後近一個月，美軍都因天氣限制未發動大規模精確襲擊，直到7月24日才出動625架B-29轟炸機攻擊名古屋和大阪附近的七個目標，重創四家工廠。二戰結束前幾周日本上空雲層密集，第21轟炸機司令部無法發動「帝國計劃」精確空襲。[149]
6月17日，第21轟炸機司令部開始燃燒彈空襲中小城市。當天各有一個聯隊的B-29轟炸機襲擊濱松市、鹿兒島市、大牟田市和四日市市，戰術與之前轟炸大城市類似。李梅共派出477架超級堡壘轟炸機，456架命中目標，共計摧毀15.73平方公里建築，其中濱松市、鹿兒島市和四日市市遭到重大破壞。四個城市幾乎沒有空防，日軍未擊落任何來犯敵機。[150][151]美軍認為此次出擊非常成功，為第21轟炸機司令部今後的行動設立範本直到戰爭結束。最重要的城市均已摧毀，空襲行動繼續，目標改成重要程度略低的中小城市。大部分空襲都在夜間，每次襲擊四個城市，每個城市遭遇一個聯隊的轟炸機。6月19日，兩個聯隊的B-29轟炸機空襲福岡市；7月26日，大牟田市也遭遇同等程度襲擊。戰爭結束前，李梅所部共發動16次多城市燃燒彈空襲，平均每周兩次，共打擊58個城市。美軍還在戰爭結束前幾周繼續精確轟炸，希望迫使日本政府投降。[152]中小城市沒有高射炮保護，日軍夜間戰鬥機部隊缺乏成效，只擊落一架超級堡壘轟炸機，另有18架因事故墜毀，66架受損[153]。
六至七月，美軍繼續用燃燒彈打擊日本中小城市。6月19日晚，B-29轟炸機空襲福岡市、靜岡市和豐橋市。6月28日，門司市、延岡市、岡山市和佐世保市遇襲。7月1日，美軍襲擊熊本市、吳市、下關市和宇部市；兩天後又攻擊姬路市、高知市、高松市和德島市。7月6日，第21轟炸機司令部打擊明石市、千葉市、甲府市和清水市。7月9日，岐阜市、堺市、仙台市與和歌山市遇襲。三天後，超級堡壘轟炸機空襲一宮市、敦賀市、宇都宮市和宇和島市。7月16日，平塚市、桑名市、沼津市和大分市遇襲。7月19日，李梅所部攻擊銚子市、福井市、日立市和岡崎市。短暫休整約一周後，7月26日，B-29轟炸機燃燒彈空襲松山市、大牟田市和德山市。[154]
第21轟炸機司令部空投的除燃燒彈外還有大量傳單，估計五月空投一千萬份，六月翻倍，七月三千萬份。日本政府嚴懲保留傳單的民眾。[155]7月27日夜間到28日凌晨，六架B-29轟炸機在11個城市投下傳單，警告市民這些城市即將遇襲，打擊日本平民士氣，希望他們相信美國無意加大平民傷亡[156]。這其中有六個城市（青森市、一宮市、津市、伊勢市、大垣市和宇和島市）在28日當天遇襲。美軍沒有損失B-29轟炸機，日軍的40到50架戰鬥機只擊傷六架來犯敵機，高射炮擊傷五架。[153]
1945年8月，日本城市遭遇的空襲規模再度升級。8月1日，836架B-29轟炸機發動二戰最大規模空襲，投下6145噸炸彈和水雷。行動主要目標八王子市、水戶市、長岡市和富山市均受重大破壞，其中富山市99.5%的建築毀於一旦。[157][158]8月5日，今治市、前橋市、西宮市和佐賀市遇襲[158]。美軍在空襲前先發傳單，並通過塞班島廣播預先警告將襲擊上述城市[153]。
1945年6月下旬，第315轟炸聯隊多次在夜間精確轟炸日本石油工業，與日間精確轟炸和夜間燃燒彈空襲互不干擾。第315轟炸聯隊B-29轟炸機配有先進的AN/APQ-7雷達，能在夜間準確定位目標。第315轟炸聯隊於1945年4月飛抵馬里亞納群島，先經作戰訓練再於6月26日晚首度出擊，空襲四日市市的內部煉油廠。[159]出動的38架飛機共有30架命中目標，該廠三成設施被毀或受損[160]。聯隊三天後襲擊下松市煉油廠，7月2日晚又打擊有田市煉油廠[161]。7月6日晚至7日凌晨，第315轟炸聯隊摧毀大阪附近的丸善煉油廠，三天後又夷平內部煉油廠[160]。二戰結束時，聯隊共15次空襲日本石油設施，摧毀全部九個目標中的六個，己方損失四架B-29轟炸機。不過，盟軍對日本列島的海上封鎖成效卓著，日本幾乎沒有原油用於提煉，故而第315轟炸聯隊的空襲對日本戰局基本沒有影響。[162]
7月中旬，美國陸軍航空軍重組太平洋戰略轟炸機部隊。7月16日，第21轟炸機司令部改組為第二十航空隊，李梅擔任司令。兩天後，美國太平洋戰略航空軍（United States Strategic Air Forces in the Pacific）在關島成立，卡爾·安德魯·斯帕茨上將任司令。太平洋戰略航空軍下屬部隊除第二十航空隊外，還包括正從歐洲前往沖繩的第八航空隊。第八航空隊司令詹姆斯·杜立特已晉升中將，部隊改配B-29轟炸機。英聯邦遠程轟炸機部隊（又稱「老虎部隊」）由英國、澳大利亞、加拿大和新西蘭的重型轟炸機中隊組成，從沖繩出發空襲日本，1945年下半年抵達後同樣由美國太平洋戰略航空軍指揮。[156][163]
1944年中期，美國海軍開始要求用B-29轟炸機在日本列島水域投放水雷，加強封鎖。阿諾德和幕僚對此不以為然，覺得這類任務需要占用大量超級堡壘轟炸機，影響精確空襲力度。海軍一再提議之下，阿諾德於1944年11月決定在擁有充足飛機後開始布雷。1945年1月，李梅選定第313轟炸聯隊（313th Bombardment Wing）專門負責第二十航空隊的布雷任務，海軍協助培訓和後勤作業。李梅為空中布雷指定代號「飢餓行動」。[164]美國此前僅偶爾使用水雷，所以日軍對掃雷部隊缺乏重視，導致大日本帝國海軍對美國陸軍航空軍的大規模攻勢猝不及防[165]。
3月27日晚至28日凌晨，第313轟炸聯隊首次布雷，在關門海峽投送水雷，防止日本軍艦從此出擊攻擊沖繩近海的美國登陸部隊[116]。聯隊4月受命支援沖繩島戰役並參與常規轟炸，布雷作業暫停。五月，聯隊布雷任務激增，在九州和本州周邊港口及其他海域執行任務。空投水雷對日本沿海運輸破壞極大。[166]
李梅在六月加大布雷行動頻率，第505轟炸大隊（505th Bombardment Group）有時協同第313聯隊行動。日軍為此大幅擴張掃雷部隊至兩萬人，掃雷艇增至349艘，同時增加關門海峽周邊的高射炮數量，但無論是在打擊B-29轟炸機還是清除水雷上效果都很有限。東京、橫濱和名古屋等主要港口航運長期中斷，戰爭結束前的幾周里，超級堡壘轟炸機繼續在日本近海投放大量水雷，布雷範圍還延伸到朝鮮半島近海。第313轟炸聯隊布雷期間僅損失16架B-29轟炸機。[167]李梅所部在日本列島近海投下的水雷共炸沉293艘船，占太平洋戰爭期間被毀日本商船的9.3%，1945年4至8日損失商船的六成。戰爭結束後，美國戰略轟炸調查團經過評估認為，布雷作業成效顯著，第二十航空隊應該投入更大力度打擊日本航運。[165][168]
1945年2月中旬，美國海軍首度空襲日本列島。行動由第58特遣艦隊執行，主要目標是摧毀威脅美軍2月19日登陸硫磺島的日本飛機。第58特遣艦隊是美國海軍在太平洋的主要作戰力量，擁有11艘艦隊航空母艦、五艘輕型航空母艦和強大的護航艦隊。[169]日本沒有發現特遣艦隊逼近，東京地區的機場和飛機製造廠在2月16至17日遇襲。美國海軍飛行員宣稱摧毀501架日本飛機，其中停在地面的160架，己方在戰鬥中損失60架飛機，另有28架毀於事故。東京灣許多船隻遇襲後沉沒。[170]日本軍機的實際損失尚無定論，大本營承認78架戰鬥機毀於纏鬥，但沒有提供地面炸毀的飛機數量。戰鬥期間，停在日本近海的第58特遣艦隊未遇襲擊，2月18日南下直接支援硫磺島戰役。特遣艦隊原計劃2月25日再度空襲東京地區，但因天氣惡劣取消並改道南下，從3月1日開始進攻沖繩縣。[171]
三月中旬，第58特遣艦隊多次空襲日本，力圖提前摧毀能夠干擾美軍登陸沖繩島的日本飛機[172]。3月18日，美軍艦載機襲擊九州的機場及其他軍事設施，次日又攻擊吳市，炸傷大和號戰艦與天城號航空母艦。日軍採用常規武器結合神風特攻隊反擊，3月18日輕傷美軍三艘航母，次日又重創富蘭克林號航空母艦。[173]3月20日，第58特遣艦隊南下，同時繼續用戰鬥機掃蕩九州壓制日軍飛機。美國海軍飛行員宣稱3月18至19日共摧毀473架日本飛機，其中地面250架；日本宣稱出動191架飛機反擊，損失161架，但沒有提供地面被毀的飛機數量。[174]第58特遣艦隊3月23日開始打擊沖繩，28和29日又派飛機掃蕩九州。4月1日美軍開始登陸沖繩島，特遣艦隊為近海部隊提供空防，同時經常在九州巡邏飛行。為防範日本大規模空襲盟軍艦船，特遣艦隊5月12至13日襲擊九州和四國的神風特攻隊基地。[175]5月27日，威廉·海爾賽海軍上將從雷蒙德·斯普魯恩斯海軍上將手中接過第五艦隊指揮權，第58特遣艦隊更名第38特遣艦隊（Task Force 38），5月下旬至6月繼續在沖繩島近海作戰。6月2至3日，特遣艦隊空襲九州機場，[176]6月8日再度襲擊。兩天後，第38特遣艦隊離開日本前往菲律賓萊特島休整。[177]
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7月1日，第38特遣艦隊離開萊特島攻打日本列島。此時特遣艦隊共有九艘艦隊航母，六艘輕型航母及附屬護航艦隊。[178]戰爭結束前的幾個月里，哈爾西力圖將艦隊攻勢與陸軍航空軍的陸基戰機協調，但兩支部隊的行動經常相互獨立[179]。7月10日，第38特遣艦隊的飛機襲擊東京地區機場，摧毀地面許多飛機。日軍沒有出動戰鬥機，準備保存實力向盟軍艦隊發動大規模自殺式襲擊[180][181]。特遣艦隊接下來北上，7月14日對北海道和本州北部發動大規模襲擊並持續數日，擊沉12艘火車渡輪中的八艘，另外四艘受損，這些船上本來裝有北海道運往本州的煤炭。當地許多船隻毀於一旦，運送煤炭的272艘小船中有70艘被毀。日軍依然沒有出動飛機應戰，但被炸毀地面25架飛機。[182]八艘火車渡輪沉沒導致北海道運往本州的煤炭驟減八成，本州工廠運作影響嚴重[183]。歷史學家認為，這是太平洋戰爭期間最具成效的戰略空襲[184]。7月14日，第38特遣艦隊的戰列艦和巡洋艦開始炮擊日本工業目標並持續到戰爭基本結束[185]。
襲擊北海道和本州北部後，第38特遣艦隊南下與包含四艘艦隊航母的英國太平洋艦隊（代號「第37特遣艦隊」）主力會師[186][187]。7月17日空襲東京的行動因天氣惡劣受阻，特遣艦隊次日出動艦載機攻擊橫須賀海軍基地，日軍長門號戰艦受損，另有四艘軍艦沉沒[187][188]。7月24、25和28日，盟軍艦隊襲擊吳市及瀨戶內海，炸沉一艘航空母艦、三艘戰列艦、兩艘重巡洋艦、一艘輕巡洋艦和其他多艘軍艦[189]。7月28日，美國陸軍航空軍從沖繩出動79架B-24轟炸機協同海軍作戰[190]。盟軍此役傷亡慘重，被擊落126架戰機[191]。7月29至30日，盟軍艦載機襲擊舞鶴市，炸沉三艘小軍艦和12艘商船，此後艦隊向東轉移躲避颱風並補充物資[192]。8月9至10日，艦隊再次攻擊日本，目標是本州北部集結的日本飛機，盟軍情報結構認為這些飛機旨在突襲馬里亞納群島的B-29轟炸機基地。海軍飛行員聲稱8月9日擊毀251架敵機，擊傷141架。[193]8月13日， 第38特遣艦隊出動飛機再度空襲東京地區，聲稱摧毀地面254架飛機，空中18架。8月15日早上，東京又一次遇襲，第一波就有103架飛機命中目標；第二波空襲前部隊得知日本同意投降故取消行動。但當天仍有不少日本飛機企圖偷襲特遣艦隊時被擊落。[194][195]
1945年3月，美國陸軍航空軍第7戰鬥機司令部的P-51戰鬥機開始進駐硫磺島，起初主要負責護送B-29轟炸機，同時多次獨立出擊攻擊日本列島地面目標[196]。首次行動是4月16日57架P-51戰鬥機掃射鹿屋市的鹿屋飛行場[197]。第7戰鬥機司令部的飛行員聲稱，4月26日至6月22日間的行動共擊落十架敵機，摧毀地面64架，擊傷180架，但這樣的戰績未達高層將領期望，認定行動失敗。美國陸軍航空軍共損失18架P-51戰鬥機，其中11架是日軍所為，七架屬其他原因。[198]
日軍基本不再出動飛機抵抗美軍轟炸機後，第7戰鬥機司令部七月的任務全部是攻擊地面目標。戰鬥機頻繁出動，旨在摧毀日本機場保留的飛機，以防未來盟軍艦隊進攻時遇襲。P-51戰鬥機這段時間很少在空中遭遇日軍戰鬥機，但日本機場仍有高射炮和防空氣球保護。[199]戰爭結束時，第7戰鬥機司令部共51次襲擊地面目標，成功41次。飛行員宣稱擊傷或擊毀1062架飛機，254艘艦船，還有大量建築和鐵道機車車輛。美國共損失157架P-51戰鬥機，91名飛行員陣亡。[200]
隸屬美國陸軍航空軍遠東航空軍的第五和第七航空隊飛機，1945年5月從沖繩島及琉球群島其他地點出動空襲九州和本州西部目標，為地面部隊攻入日本列島預熱[201]。P-47戰鬥機5月17日開始從琉球群島起飛，不分日夜地頻繁在九州上空巡邏，擾亂日軍航空部隊行動。6月21日新增戰鬥機大隊協同行動後，7月1日又獲多一個戰鬥機大隊和轟炸機增援。美軍起初遭遇敵方激烈抵抗，但日軍為保留軍機從7月初開始轉入沉寂，美方軍機極少遇到反擊。7月1至13日，美軍出動286架次中型和重型轟炸機飛過九州並全身而退。戰鬥機極少遇到日本飛機，所以主要用於攻擊交通基礎設施和機會目標，其中至少有兩次掃射平民。[202]
遠東航空軍繼續襲擊日本南部機場和交通基礎設施直到戰爭結束，第五航空隊共出動138架次轟炸機空襲九州機場，第七航空隊更達784架次。戰鬥機和轟炸機都攻擊公路和鐵路橋，鹿兒島市頻繁遇襲。7月31日至8月1日，第七航空隊派B-24轟炸機襲擊長崎港的火車終點站。上述空襲主要打擊戰術目標，沖繩島出發的戰機還多次戰略轟炸工業設施，其中8月7日空襲大牟田市煤炭液化廠的行動以失敗告終。8月5日，第五和第七航空隊派轟炸機燃燒彈空襲垂水市，8月10日和11日分別輪到熊本市與久留米市。8月12日，遠東航空軍最後一次空襲日本，8月14日雖有戰機出動，但尚未抵達目標便被召回。第五和第七航空隊7至8月共出動6435架次戰機攻擊九州目標，日軍高射炮和戰鬥機共擊毀43架來犯敵機。[203]
日本的空防無力阻止盟軍空襲[204]。該國陸基雷達覆蓋範圍小，海軍哨艇又面臨盟軍打擊，發現B-29轟炸機來襲後守御部隊只有一小時響應時間。日本信號情報部隊雖能竊聽敵機無線電通信延長預警時間，但卻無從判斷襲擊目標。戰鬥機部隊沒有足夠時間在敵方來襲前爬升到轟炸機巡航高度，美軍大部分空襲只遇到少量飛機攔截。更重要的是，美軍轟炸機的飛行高度和速度都超過大部分日本戰鬥機。[205]日軍戰鬥機即便將敵機距離拉入機炮射程，堅固的B-29轟炸機往往也能承受大量損傷。攔截和擊落B-29轟炸機都如此困難，日本戰鬥機飛行員越來越沒有信心。[140]1944年8月，日本戰機不時自殺式衝撞B-29轟炸機，10月該國建立多個專門的神風特攻戰鬥機編隊。戰爭結束時，自殺式衝撞戰術共摧毀九架超級堡壘轟炸機，撞傷13架，日軍為此損失21架戰鬥機。[206]
1944年下半年到1945年初，日本列島的空戰最為激烈。B-29轟炸機首度襲擊東京後，大日本帝國海軍航空隊負責空防的戰機激增，12厘米高射炮全部用於拱衛首都。[206]1944年11月24日至1945年2月25日，負責防衛日本主要工業區的戰鬥機頻繁攔截美軍空襲，一度重創來犯部隊，但能夠出動的戰鬥機在1945年1月下旬明顯減少[207]。軍種對立嚴重阻礙日軍空防效率，陸軍飛行戰隊和海軍航空隊協調不力[208]。1945年3月，美軍開始夜間空襲直到戰爭結束，日本戰鬥機對此缺乏有效對策，擊落的美軍飛機很少[209]。
1945年4月，盟軍空襲遭遇的抵抗大幅減少。日本直到4月15日才設立河邊正三大將領導的航空總軍，統一調配日本陸軍飛行戰隊和海軍航空隊空防部隊，但此時日軍戰鬥機部隊已因戰鬥和訓練事故傷亡慘重，戰鬥力大幅下挫。剩下的飛行員素質不理想，B-29轟炸機又有P-51戰鬥機護航，日軍高級將領於四月決定保存戰鬥機實力，來日用於抵抗盟軍入侵，故而此後的盟軍空襲極少遇到攔截。1945年日本經濟崩潰，導致彈藥嚴重短缺，高射炮部隊難以發揮。[210]更重要的是，大部分高射炮設在主要工業區附近，中小城市面對空襲幾乎無從反抗[211]。六月下旬大本營決定恢復打擊盟軍轟炸機，但國內已經沒有足夠的飛行員，戰術轉變無法取得實效[212]。航空總軍掌控的戰鬥機數量在六至七月達到頂峰，但也只有五百餘架，而且大多數前線部隊能夠出擊的飛機很少[213]。戰爭結束前幾周，日本空防基本不起作用，超級堡壘轟炸機如入無人之境，李梅事後回憶，這段時間「駕駛B-29轟炸機在日本上空作戰比在美國訓練還安全」[214]。
日軍戰鬥機共擊落74架B-29轟炸機，高射炮54架，高射炮和戰鬥機聯合擊落19架。日本陸軍飛行戰隊和海軍航空隊守御日本期間共在戰鬥中損失1450架飛機，另有2750架毀於其他原因[215]。
盟軍飛行員在戰機墜毀後即使僥倖生還，被日本人俘虜後也大多會遭受虐待。雖然國際上還沒有任何條約或文書禁止飛機攻擊平民[216]，但日本內閣還是在1944年9月8日決定把無差別轟炸定為戰爭罪[217]。日本人將俘虜的盟軍飛行員送上法庭受審，其中有些被處極刑[218]。各軍區處決戰俘的頻率差異很大，東武區（武藏國東部，包括東京）沒有處決；東海地方、中部地方和西武區（武藏國西部）往往短暫審訊後就處死戰俘，有時甚至直接由憲兵草率處決[219]。大日本帝國陸軍人員就在福岡市處死33名美國飛行員，其中15人是在日本政府8月15日宣布投降後不久斬首[220]。盟軍飛行員如果被暴民俘虜，往往日本軍人尚未趕到就被殺害[221]。此外，日本憲兵還對大部分俘虜的B-29轟炸機人員刑訊逼供[222]。
約545名盟軍飛行員在日本列島（不包括千島群島和小笠原群島）被俘，暴民殺害29人，軍隊處決132人。94人關押期間因其他因素死亡，其中5月25至26日東京遇襲時日本人故意把戰俘留在監獄就導致52人喪生。[223][224]5月5日因飛機擊落被俘的美軍飛行員有六[225]到八人被送到九州帝國大學活體解剖[226]。五月到六月上旬，石山福二郎教授等人四次執行活體解剖，西部軍司令部協助安排此類手術[226]。戰爭結束後，許多導致盟軍飛行員死亡的日本人被送上橫濱戰爭罪行法庭審判，多人被判死刑，其他判刑入獄[227]。
1942年，美國在英國及其他盟國協助下啟動「曼哈頓計劃」，投入大量資源研發核武器。1944年12月，美國陸軍航空軍組建保羅·蒂貝茨上校執掌的第509混合飛行大隊，負責在核武器面世後投彈，部隊1945年5至6月在天寧島部署。[228]7月16日，首次核彈試驗「三位一體」圓滿完成[229]。四天後，專為第509混合飛行大隊改裝的「銀盤計畫」B-29轟炸機開始按空襲日本城市需求試飛，每次機上都載有高爆「南瓜」炸彈，7月24、26和29日繼續試飛。日軍戰鬥機沒有嘗試攔截，第509混合飛行大隊高達9100米的投彈高度也超出大部分高射炮火力所及。[230]7月24日，哈里·S·杜魯門批准使用原子彈打擊日本，斯帕茨次日收到書面指令，要求8月3日發動首次原子彈空襲，在廣島市、小倉市、新潟市和長崎市任選目標[231]大日本帝國前首都京都市也曾是計劃目標，但亨利·劉易斯·史汀生認為京都市頗具文化價值，故而改為長崎，京都還因同樣原因免遭燃燒彈空襲[232][233]。7月26日，美國、英國和中國發布《波茨坦公告》，要求日本無條件投降，否則國家將萬劫不復，日本政府7月28日拒絕盟軍要求[234]。
當地時間8月6日上午8點15分，蒂貝茨駕駛艾諾拉·蓋號轟炸機在廣島市中心投下「小男孩」原子彈，爆炸奪走數萬人的生命並摧毀約12平方公里建築[235]。參與行動的六架美國飛機毫髮無傷返回馬里亞納群島[236]。戰後估算此次空襲造成6.6至8萬人死亡，6.9至15.1萬人受傷[237]。數萬人後來死於核輻射及其他傷勢，估計1945年這枚原子彈共導致14萬人喪生，而且總計遇難人數估計最高達23萬[238][239]。此外，爆炸還令17.1萬倖存者流離失所[240]。
杜魯門總統在空襲後發布通告，宣布美國會用原子彈再度轟炸廣島，並將繼續空襲日本工業設施和交通運輸網。聲明中還警告日本如不接受《波茨坦公告》無條件投降，將面臨「地球上從未出現過的毀滅之雨」。[241]兩天後，八幡市和福山市遭遇日間燃燒彈空襲，八幡市兩成一的城區被毀，福山市至少有七成三[158]。日本軍機攔截空襲八幡市的敵機，擊落一架B-29轟炸機和五架護航的P-47戰鬥機，己方損失約12架戰鬥機[242]。
8月9日，B-29轟炸機改裝的博克斯卡號轟炸機攜帶「胖子」原子彈前往小倉市投彈，但小倉上空煙霧和陰霾瀰漫，駕駛員查爾斯·斯威尼（Charles Sweeney）上校決定轟炸次要目標長崎市。飛機在當地時間上午10點58分投彈，爆炸當量兩萬噸，摧毀浦上區3.8平方公里建築。[243][244]20世紀90年代末，日本發布的官方數據宣稱此次空襲造成十萬餘人死亡[245]。轟炸令長崎工業生產陷入癱瘓，鋼鐵停產一年，電力持續兩個月大幅削減，武器生產同樣大幅減少[246]。參加行動的所有美國飛機安全返航[247]。8月9日蘇聯進攻滿洲，紅軍迅速推進[248]。B-29轟炸機這天向日本城市空投三百萬份傳單，警告天皇如不終止戰爭，盟軍會用原子彈摧毀日本所有戰爭資源[249]。此時預計第三枚原子彈會在八月結束前完成[250]，按照計劃11月結束前還將制出八枚。美國陸軍參謀長喬治·卡特萊特·馬歇爾五星上將主張不再用原子彈轟炸城市，改為打擊戰術目標支援地面進攻[251]。
8月10日，日本政府開始和同盟國談判投降條件[252]。在此期間盟軍極少出動B-29轟炸機襲擊日本，只有8月9日晚至10日凌晨第315轟炸聯隊打擊石油設施，8月10日白天又精確轟炸東京工廠。8月11日，杜魯門總統下令暫停攻勢，以免外界以為和談失敗。[253]斯帕茨當天發布新目標指令，要求將來如果恢復進攻就不再以轟炸城市為主，着重打擊交通基礎設施[254]。8月13日，超級堡壘轟炸機向日本城市投放傳單，上書日本政府提出的投降條件[255]。談判停滯不前，斯帕茨8月14日接到恢復轟炸的命令。阿諾德要求儘可能加大空襲力度，希望太平洋戰略航空軍出動一千架戰機攻擊東京等地，最後實際派出的包括828架B-29轟炸機，另有186架戰鬥機護航（共1014架戰機），白天精確空襲岩國、大阪和床山的目標，晚上燃燒彈轟炸熊谷市和伊勢崎市。[256][257]駐沖繩島的第八航空隊部隊尚未攻擊日本，杜立特中將認為戰爭實際上已經結束，不想部下再冒生命危險，所以決定不參與空襲[258]。8月15日正午，昭和天皇通過廣播宣布日本投降，盟軍此後沒有再派重型轟炸機襲擊該國[259]。
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日本政府決定投降後的幾周內，盟軍極少再在日本領空行動。8月17至18日，盟軍B-32統治者轟炸機（Consolidated B-32 Dominator）從沖繩島起飛執行偵察任務期間在東京附近遭大日本帝國海軍航空隊戰鬥機襲擊[261]。8月17日，第二十航空隊開始負責向日本、朝鮮半島和中國關押的盟軍戰俘營提供補給，直到戰俘全部轉移。李梅所部十天後開始空投物資並持續到9月20日，共出動近千架次B-29轟炸機，運送約4500噸補給。[262]共八架飛機墜落，還有一架在朝鮮半島上空被蘇聯戰鬥機打傷[263]。盟軍空襲日本期間一直在該國上空執行任務的三維攝影偵察中隊（3d Photographic Reconnaissance Squadron）繼續出動，拍攝日本列島照片並繪製地圖[264]。斯帕茨命令B-29轟炸機和戰鬥機從8月19日開始持續在東京地區巡邏飛行展示武力，直到舉行正式投降儀式。這些行動因天氣惡劣和後勤問題推遲，直到8月30日才配合道格拉斯·麥克阿瑟五星上將和美國陸軍第11空降師（11th Airborne Division）飛抵厚木海軍飛行場首度執行。[265]次日盟軍又開展類似巡邏飛行，9月2日正式投降儀式在東京灣停靠的密蘇里號戰列艦舉行，462架B-29轟炸機聯合大量海軍艦載機從海灣內的盟軍艦隊上空飛過[266]。
戰爭結束後，盟軍航空部隊參與占領日本。8月30日，遠東航空軍高層開始抵達厚木海軍飛行場；九至十月，第五航空隊在日本列島各地駐紮。[267]除運送駐日盟軍外，第五航空隊還在日本和朝鮮半島上空武裝巡邏，並多次執行拍照偵察和地圖繪製任務[268]。澳大利亞皇家空軍、英國皇家空軍、印度空軍、紐西蘭皇家空軍、美國海軍、美國海軍陸戰隊航空隊都進駐日本執行占領任務[269][270]。日本沒有抵抗盟軍占領，1945年末，駐日盟軍航空部隊開始逐漸減少[271]。
戰爭結束後，日本重建遭遇轟炸的城市。戰事破壞、軍人復員，以及海外僑民歸國致使日本出現420萬套房屋的巨大缺口，結合食品短缺共同導致大量平民在惡劣條件下苦苦掙扎。[272]1945年9月，日本政府表示會向背井離鄉的平民提供30萬間小型臨時住房，這年和1946年的政策重心還是阻止人們返回受災城市[273]。1946年，115個城市開始重建，日本政府為重建工作制訂準則[274]。盟軍占領當局不參與城市重建，覺得日本作為戰敗國馬上大興水土不大合適，但也沒出手干涉。不過，占領軍徵用土地和建築，並要求日本政府優先考慮為安置盟軍人員修建房屋之舉對重建形成干擾。[275]許多城市的重建都伴隨土地調整過程，旨在改善城區布局，但各地重建和調整工作成效差別很大[276]。整體而言，大部分新建築質量很差，直到戰爭過後多年後才經重大市區更新項目改善[277]。
盟軍空襲日本造成數十萬人喪生，不同來源估計的傷亡人數差異很大。大部分傷亡和破壞都是美國第二十航空隊引發。空襲日本文獻最常引述的數據源自美國戰略轟炸調查團報告：《轟炸對日本衛生和醫療的影響》（The Effects of Bombing on Health and Medical Services in Japan），估計33.3萬日本人喪生，47.3萬人受傷，報告中還估計兩次原子彈空襲導致12萬人遇難，16萬人受傷[278][279]。美國戰略轟炸調查團另一份報告《戰略轟炸對日本士氣的影響》（The Effects of Strategic Bombing on Japanese Morale）引述日本研究組通過統計抽樣法得出的數據，比前一份報告要高得多，估計90萬人死亡，130萬人受傷，部分文獻引用這份數據。美國戰略轟炸調查團認為日本研究組的統計方法不夠科學，而且研究人員無法算出估計值可能存在的誤差比例[280]。1949年，日本政府估算本土空襲共導致32萬3495人喪生[281]。大量存放政府文獻的建築被空襲摧毀，進一步導致傷亡人數難以準確估值[282]。第二十航空隊空襲日本期間共損失414架B-29轟炸機，2600餘名轟炸機機組人員遇難，其中包括死亡的戰俘，另有433人受傷[2]。
以下表格是不同來源估算的日本空襲傷亡數據：
| 來源 | 估計日本傷亡 |
|---|---|
| 美國戰略轟炸調查團醫療組（1947年） | 《轟炸對日本衛生和醫療的影響》，33.3萬人喪生，47.3萬人受傷[278] |
| 美國戰略轟炸調查團士氣組（1947年） | 《戰略轟炸對日本士氣的影響》，90萬人死亡，130萬人受傷[283] |
| 日本政府（1949年） | 32萬3495人喪生[284] |
| 芝加哥大學出版社（1953年） | 《太平洋：從馬特霍恩到長崎》，約33萬人遇難，47.6萬人受傷[168] |
| 約翰·W·道爾（1986年） | 《無情之戰：太平洋戰爭中的種族與強權》，約39萬3367人死亡[285] |
| 《原子科學家公報》（1995年） | 約50萬人喪生[286] |
| 菲利普·梅林格（1999年） | 《B-29對日空中戰役》，約40萬平民遇難[287] |
| 埃德溫·帕爾默·霍伊特（2000年） | 《地獄：1945年3月9日至8月15日火攻日本》，30萬平民死亡，50萬人受傷[288] |
| 高木晃治、亨利·境田（2001年） | 《日本陸軍飛行戰隊的B-29獵手》，24萬1309人喪生，21萬3041人受傷[282] |
| 巴雷特·蒂爾曼（2010年） | 《旋風：1942至1945年對日空戰》，至少33萬人喪生[289] |
| 理查德·弗蘭克（2013年） | 《炸彈的長期影響》，約42.5萬人遇難[290] |
盟軍轟炸重創日本工業產能，六百餘家大型工廠被毀或破壞嚴重，產量大幅下跌[291]。工人因空襲缺勤，令情況雪上加霜[292]。1944年下半年開始盟軍的海上封鎖對日本經濟全面崩潰影響很大，所以不可能準確計算空襲造成的損失數額。美國戰略轟炸調查團收集的統計數據表明，B-29的出動架次與不同行業工業產能下降額度成正比，但這其中還有其他因素影響。[293]除重型轟炸機空襲外，盟軍航母還擾亂日本沿海運輸來加強封鎖，但海軍戰機載彈量不足，無法重創日本工廠[294]。空襲加劇1945年日本水稻歉收，大米短缺導致大批平民營養不良，如果戰爭繼續必將發生大規模饑荒[295]。從經濟角度統計，盟軍空襲並打擊商船共計摧毀日本四分之一到三分之一的財富[296]。
空襲對日本城區造成大面積破壞，66個城市遭遇區域轟炸，摧毀的城區面積約占四成之多[297]，其中包括約250萬套住房，令850萬人流離失所[3]。城區遇襲嚴重打擊日本人的士氣，戰後美國戰略轟炸調查團的社會統計調查結果表明，盟軍空襲是日本人明白國家已輸掉戰爭最重要的原因。戰爭結束前的幾個月里，空襲還加劇日本社會結構惡化。[298]不過，盟軍空襲還不足以打垮日本平民的士氣，戰後民意調查表明大部分日本人願意在必要時繼續戰爭[299]。
盟軍空襲對日本政府決定投降影響很大。美國戰略轟炸調查團報告沒有明確說明日本決定投降的原因，但大部分日本戰時領導人受審時表示，本土空襲曠日持久是他們決定結束戰爭最重要的原因。[300]首相鈴木貫太郎表示，B-29轟炸機的常規空襲、《波茨坦公告》和原子彈轟炸共同影響，促使政府開始與同盟國談判。昭和天皇聲稱，盟軍攻勢破壞嚴重，日軍無力抵抗入侵，還有蘇聯全面進攻，共同導致他同意投降。[301][302]為促使日本投降，美國第二十航空隊與盟國合作，在日本列島投下16.08萬噸炸彈，其中B-29轟炸機投下14.7萬噸。美軍九成投彈量是在戰爭最後五個月達成。[303]美國為空襲日本共耗費四十億美元，遠不及歐洲轟炸機行動花掉的三百億美元，在美國3300億美元二戰總支出中占1.21%[304]。
二戰期間，美國公眾認可轟炸德國和日本，極少數抱持批評態度的人也被斥為「不切實際」甚至「叛徒」。美國政府和軍方部分人士認為轟炸行動在道德上有些站不住腳，但基本不會公開他們的看法。戰爭結束後，空襲日本是否道德出現爭議。[305]
爭議的主要焦點是大量平民傷亡和財物損失。英國哲學家安東尼·克利福德·格雷林（Anthony Clifford Grayling）認為盟軍針對日本和德國的區域轟炸從道德角度而言屬於犯罪。[306]馬克·塞爾登（Mark Selden）聲稱，轟炸行動1945年夏達到高潮，「在屠殺人類的規模上可能依然無與倫比」。在他看來，盟軍空襲如此之強存在多方面因素，如「技術突破、美國民族主義，殺害平民的道德和政治顧慮受到侵蝕，太平洋戰場形成的種族主義思想很可能火上澆油」。[307]埃德溫·帕爾默·霍伊特（Edwin Palmer Hoyt）1987年的著作《地獄：1945年3月9日至8月15日火攻日本》（Inferno: The Firebombing of Japan, March 9 – August 15, 1945）指出，日本民眾普遍認為，盟軍轟炸平民之舉是二戰期間最嚴重的暴行[308]。書中還稱，盟軍空襲德國大多採用精確轟炸，但對日本卻採用燃燒彈，這其中很可能有反日情緒的影子。不過，歷史學家理查德·弗蘭克（Richard B. Frank）認為，如果德國城市也像日本城市一樣不能有效應對火災，而且德國戰時經濟情報也像日本戰時生產設施情報一樣缺乏，美軍就會在歐洲採用燃燒彈轟炸戰術。[309]美國歷史學家巴雷特·蒂爾曼（Barrett Tillman）也稱，之前的精確轟炸效果不彰，區域轟炸已是美國陸軍航空軍唯一可行的戰術[310]。
學界在道德角度支持空襲日本城市的主要論點是縮短戰爭、挽救生命[311]。美國戰略轟炸調查團認定，即便不投放原子彈、蘇聯也不向日本宣戰，戰略轟炸和封鎖能迫使日本在1945年結束前投降。歷史學家巴特利特·克爾（E. Bartlett Kerr）抱同樣看法，聲稱燃燒彈空襲日本大城市是天皇投降的關鍵因素。[312]蒂爾曼指出，日本上空經常狂風肆虐，B-29轟炸機根本不可能在精確打擊目標的同時又不對周邊造成大面積破壞，所以區域轟炸無可避免[294]。
原子彈轟炸引發的爭議曠日持久。空襲後不久的民意調查表明八成五的美國民眾支持使用核武器，經歷這場戰爭的一代人認為兩枚原子彈挽救數以百萬計的生命。隨着時間的推移，質疑和批評持續增加，許多人聲稱日本早晚都會投降，空投原子彈只是要威懾蘇聯或為「曼哈頓計劃」找理由。1994年的民意調查顯示，支持原子彈轟炸廣島和長崎的美國人已降至五成五。[313]拉達賓諾德·巴爾是1947年遠東國際軍事法庭唯一反對為日本戰犯定罪的法官，他的異議指出，日本領導人沒有密謀實施暴行，原子彈轟炸是太平洋戰爭期間最顯著的「肆意殺人」直接指令[314]。此後，田中利幸、長谷川毅等日本學者一直主張動用原子彈道德有虧，構成戰爭罪[315]。不過杜魯門總統和新生代歷史學家保羅·福塞爾等人認為，為促使日本投降，有必要用原子彈襲擊廣島和長崎[311]。
日本民眾曾兩次起訴日本政府，聲稱政府發動「魯莽的戰爭」招來慘烈轟炸，還要求平民留在目標地區，應該賠償損失並受譴責。2009年12月，東京地方裁判所駁回其中一項訴訟，聲稱絕大多數日本人都因戰爭損失慘重，不可能認定部分人士理應獲賠償。法官還指出，賠償應由立法而非司法機構決定。2011年12月，大阪地方裁判所作出類似裁決，還稱政府對待轟炸受害者的做法不違反憲法。判決指出，平民、軍人和原子彈倖存者所獲待遇沒有「不合理的差距」，在「未立法採取補救措施的情況下」，政府做法「與其酌處權沒有重大偏差」。[316]
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