早在珍珠港事件爆發後，美軍就曾派出B-25轟炸機對日本東京、橫濱、名古屋等地進行轟炸，當時的美國在軍事設備和軍事基地等方面上，都不具備對日本本州進行實質性打擊的條件。所以這些轟炸主要是象徵性的進行，並沒有給日本造成太大的實質性打擊。
到了二戰後期，美軍之所以能成功開展一系列大轟炸，和B-29轟炸機和攻佔馬里亞納群島等軍事基地有很大關係。
一、B-29轟炸機
美國成功研發的B-29轟炸機的時速達563公里，飛行高度超過1萬公尺，續航里程為6430公里。打擊距離達到2400公里，並能攜帶9000公斤彈藥。當時軸心國的戰鬥機除Me-262和橘花（日本根據Me-262的藍圖數據及性能數據自行仿製，未量產）以外均不能達到此高度，即使達到也追不上B-29的速度。
綽號“FiFi”的目前保存完好的B-29
1945年8月，向日本的廣島和長崎投擲了原子彈的飛行任務也是由B-29執行，可以說B-29轟炸機就是日本人的噩，也終結了日本人的帝國夢。
因此B-29轟炸機的成功研發，滿足了美國轟炸日本本州的設備條件。
二、馬里亞納群島軍事基地
萬事具備只欠東風，二戰前期，美軍尚未攻佔馬里亞納群島、硫磺島等軍事基地，由中國出發的飛機則會遇到補給問題，而且距離也太遠。由中國起飛的B-29必須減少載彈量以運載燃料，故此從中國出發的B-29僅能對日本發動有限的攻擊。
直到尼米茲海軍上將的跳島戰術攻佔了一些接近日本的島嶼後，美軍第20航空隊被編配到第21轟炸師，美軍才開始籌備對日本本州的大規模轟炸，至此天時地利人和全部具備，日本人民大難臨頭。
三、轟炸過程
美軍在歐洲曾使用日間精確轟炸戰術，但因日本的天氣並不適合此戰術，最終美軍決定在夜間進行地毯式燃燒彈轟炸 ，派出轟炸機在1500-2000公尺的高度轟炸日本的大城市。
1945年2月23日至24日，美軍首次對東京採取大規模燃燒彈攻勢。當晚174架B-29轟炸機在東京拋下大量燒夷彈，把東京約2.56平方公里的地方焚燬。
隨後在3月9日至10日，美軍開始執行「火牛」轟炸行動，派出334架B-29轟炸機從馬里亞納群島出發，再次使用凝固汽油彈對東京進行持續2小時的地毯式轟炸。每架飛機攜帶六至八噸燃燒彈，燃燒面積可達6500平方公尺。
美軍的戰略轟炸造成的傷亡比後來的原子彈攻擊還要多，估計大約35萬到90萬的城市平民因此死亡，數百萬人無家可歸。3月9日的轟炸可能是人類歷史上最具破壞性的非核武空襲，這比二次大戰中任何一次軍事行動都造成了更多的傷亡，破壞力可以和後來的原爆相比。
除了著名的東京大轟炸，日本第二大都市大阪以及名古屋和神戶等城市也陸續遭到了美軍毀滅性的轟炸。
火攻東京後不到30小時，317架B-29轟炸機又夜襲名古屋，摧毀了該市的飛機制造中心。13日，300架B-29轟炸了日本第二大城市大阪。美軍在轟炸中使用了1700噸燃燒彈，約20.7平方公里的市區在3小時內焚燬。16日，美軍又轟炸神戶，摧毀了其造船中心。
這裡要提下大阪，作為日本最大的城市之一（現在城市人口排第三，被橫濱超過；之前一直是第二，甚至短暫當過第一），在二戰之前，阪神工業帶是日本最大的工業區之一，為日本的戰爭機器不斷注入燃料。
這個“戰爭機器工廠”最終遭到了美國人的教育。大阪20.7平方公里的市區面積被焚燒成廢墟，13萬棟建築物完全被毀壞，大阪核心城區被夷為平地，只有一些比較牢固的建築物還有殘骸。
根據戰後統計，大阪城市居民有10388人被燒死，113萬民眾受災，美軍對大阪的破壞非常大，甚至一直到現代，大阪城市人口都沒有恢復到戰前最高峰（1940年的370萬，現在大阪城市人口大約270萬）。
四、小結
當時許多日本人認為，美國使用燃燒彈轟炸東京民居的做法，造成幾十萬人死傷、數以百萬計人口無家可歸顛沛流離，其中絕大部分為無辜平民，極不人道。殊不知在二戰期間，日本是首先這種發起對手無寸鐵的平民進行"無差別級"轟炸，最終自食其果，讓自己的國民也收到了毀滅性的打擊。
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