1.夺取硫磺岛
1944年10月13日，美参谋长联席会议发出指令，在结束菲律宾群岛的战役后，预定1945年1月在小笠原群岛至琉球群岛一线占领一至数处；在3月占领琉球群岛一至数处，为在日本本土登陆创造条件。此外，美军在北太平洋方向还不断地对千岛群岛的日军基地实施航空火力袭击，从北方牵制日军。
1945年初，在盟军控制了菲律宾群岛大部后，日军在太平洋战场的处境急剧恶化。为了挽救败局，日本最高战争指导会议和日本大本营陆海军部相继发布了“帝国陆海军作战计划大纲”和“决战非常措施纲要”，提出要最大限度地从中国和南方资源地获取战略物资；在国内要不惜一切手段加快重要军事物资的生产。同时，确定下一步的作战重点是挫败美军继续向日本本土的逼近，确保中国的台湾、琉球群岛、小笠原群岛和南千岛群岛等日本本土前岛屿的安全，为日本本土的防御创造条件。日本大本营要求陆海军在上述岛屿的作战中，以持久作战拖住美军，消耗其实力。与此同时，在外交上日本开始与苏联接触，企图使苏联不参加对日作战，同时企图通过苏联的外交斡旋寻求与盟军妥协的可能性。
自1944年6月底至1945年2月上旬，美军凭借其强大的海空力量，对硫磺岛进行了长达6个月的火力袭击。总计投弹1.3万余吨，发射炮弹1.5万余发。在登陆的前三天，美航母特混编队还对日本本州及东京进行了空袭，主要突击目标为机场、海军基地和其它重要的军事目标，以达到孤立硫磺岛的目的。与此同时，美海军出动32艘潜艇，进行了海上封锁，从而使硫磺岛完全处于孤立状态。在美航空母舰编队空袭日本本土的同时，2月16日、17日和18日，美海军的两栖支援编队和舰炮掩护队还对硫磺岛的滩岸和纵深防御阵地进行了舰炮火力准备，共发射炮弹7500余吨。在美军登陆的当天，即2月19日零时前2小时20分，美海军开始登陆前的直接火力准备（美军曾称此次舰炮火力准备为第二次世界大战中最猛烈的一次）。参加直接火力准备的有：战列舰7艘、重巡洋舰4艘、轻巡洋舰3艘和驱逐舰10艘。同时，舰载机也用火箭、炸弹和凝固汽油弹实施了航空火力准备。此次火力准备共持续32小时20分钟，发射炮弹和投掷炸弹3.8万余发。
据统计，在登陆前美军进行的预先火力准备和直接火力准备中，美军共消耗炸弹、炮弹2.4万余吨，硫磺岛上平均每平方公里落弹1200余吨。但是，由于日军的工事构筑隐蔽，深入地下，美军火力准备的效果并不明显。据美军自己估算，原先准备通过火力摧毁硫磺岛上914目标，但实际只破坏了其中的194个。
2月19日上午9时，作为第5陆战军第一梯队的第4、第5陆战师在硫磺岛东部岸滩实施登陆。整个突击登陆的过程几乎按原计划进行，十分顺利。但由于大量美军拥挤滩头，加之遭到隐蔽工事中日军的反击，从而影响了美军后续部队的登陆速度。美军第一梯队上陆后，第5陆战师分兵进攻摺钵山和一号机场。第4陆战师派遣部分兵力向一号机场进攻，另一部沿海岸向北发展进攻。到2月19日日终，美军约3.3万人上陆，切断了摺钵山与其他地区的联系，并占领了宽3600米，纵深北面为630米、南面为990米的狭小登陆场。在这个登陆场内，美军拥挤了6个陆战团、6个炮兵营和2个坦克营。当天美军伤亡2400多人。入夜，坚守在各防御工事里的日军乘美军立足未稳，曾多次组织小部队出击和渗透，但均被美军击退。到2月20日，美军终于占领了一号机场。
登陆美军经过2月21日一天休整后，在航空兵和炮兵的支援下，22日又重新发起了进攻。24日，美军第28陆战团经过苦战攻占了摺钵山。24日日暮时，美第4和第5陆战师开始向北进攻，并完成了对二号机场的进攻准备。当天，作为第二梯队的第3陆战师登陆完毕。从2月25日起，美军3个陆战师的兵力一线展开向岛的北部进攻，第4陆战师在右，第3陆战师居中，第5陆战师在左。日军曾多次发起反击，虽一度夺回失地，但因处于明显劣势，最后仍不得不后撤。3月1日，美军占领了第二号机场。至3月9日，美军又相继攻占了硫磺岛北部日军正在修建中的第三号机场和两个高地，将日军控制在岛的北端和东北端的狭小地带内。又经过1周的苦战，3月17日，残余的日军800余人被美军牢牢围困。3月25日夜，日军守岛司令栗林率残部企图突围，但大部被美军歼灭。3月26日，美军宣布战役结束，但清剿残余日军的行动一直持续到4月底才结束。
硫磺岛战役历时约35天，美军为此付出了死伤2.1万余人的代价，约占登陆部队人数的1／3；日军守岛部队被击毙2.5万余人，被俘1000余人。
2.美军登陆冲绳岛
美军在占领硫磺岛后，计划从日本本土西南突破其内防御圈，以完成北起阿留申群岛，中经硫磺岛，南至冲绳岛的对日本本土的战略包围态势。
日军在菲律宾群岛失败后，判断美军在进攻日本本土前，必先在冲绳岛及其附近岛屿登陆。冲绳岛一旦失守，朝鲜和中国沿海一带海域的制空、制海权必将落入美军手中，日本本土也将彻底暴露在美军的打击范围之内，因此，冲绳岛成为日本必须确保的最后堡垒。早在1944年秋，日军第32集团军司令官牛岛满中将就根据日本大本营的指示，拟定了确保冲绳岛中部（包括读谷和嘉手纳两个机场）和南部，并在海岸地带与美军进行决战，歼灭登陆美军的作战方针。
3月23日晨，美第58航母特混编队突然袭击了冲绳岛，并就此拉开了对冲绳岛实施预先火力准备的序幕。
3月24日～25日，美军第58航空母舰编队出动舰载机广泛压制冲绳岛日军的防御设施。3月28日、29日再次袭击日本九州地区。美军第52特混编队的支援护航航空母舰大队，于3月26日到达冲绳岛附近海区，从3月29日起，美护航航空母舰的舰载机对岛上的读谷和嘉手纳机场实施了袭击。3月30日、31日美第58航空母舰特混编队又袭击了千绳岛。3月26日、27日和31日，第57特混编队（英海军航母编队）袭击了先岛群岛东部的宫古岛日军机场。美第58特混编队的大型舰只和第54特混编队于3月24日至31日对冲绳岛实施了舰炮预先火力准备和直接火力准备。在此期间，美军在登陆海区和邻近海区开始了扫雷和水下爆破作业。美军共发现6个水雷场，清除了180多枚水雷，扫清了登陆航道，并清扫海区2500平方海里，为登陆作战创造了有利的条件。
3月26日，美第77步兵师第一梯队的5个步兵营，分别在庆良间列岛的阿嘉岛、庆留间岛、外地岛、座间味岛和屋嘉北岛突击登陆。至3月29日日暮时，美军已全部占领庆良间列岛，并建立起了支援冲绳岛登陆作战的水上飞机基地和舰队停泊及后勤补给基地，完成了冲绳岛登陆作战的第一步。
3月31日，美军的坦克登陆舰和中型登陆舰，输送第420野战炮兵群的2个155毫米加农炮营（24门火炮）在庆伊濒岛登陆，未遇抵抗即占领全岛。庆伊懒岛距美军的主要登陆地段羽具歧海滩约18公里，距冲绳岛南部的日军防御重地那坝市约13公里，部署在该岛的155毫米加农炮能有效地控制上述两个地区，有力地支援美军的登陆和陆上作战。至此，美军登陆作战的第二步也告完成。
在美军夺取登陆海区制空、制海权的过程中，日本海军联合舰队司令长官丰田副武命令于26日实施“天”号作战。从3月28日到31日，日军共出动各种飞机870架次，用于攻击冲绳岛附近海区的美军舰船，但由于日军未能按时完成准备，使“天”号作战丧失了战机。
1945年4月1日8时30分，是美军在冲绳岛的突击登陆时刻。在美军的整个突击登陆过程中，只遇到日军零散的炮火还击，并未遇到任何有力的抵抗，因此进展十分顺利。从4月5日起，冲绳岛作战已基本转入陆上战斗，日军的抵抗逐渐增强，陆上战斗进入激烈阶段。
日军大本营为了配合岛登陆军的抵抗，从4月6日起组织了航空兵“菊水作战”和联合舰队“特攻作战”。从4月6日到6月22日，日本海军航空兵共组织了10次“菊水作战”，共出动飞机约3742架次。同时，日军航空兵也频繁地实施了小规模攻击，共出动飞机约4109架次。美军预先估计到日军可能以陆海军飞机，特别是自杀飞机对冲绳岛海域的美军舰船实施攻击，遂以航空兵控制日本本土和台湾的各机场，并以登陆区为中心组织了16个雷达哨位，加强警戒。日军组织的这次航空兵“菊水作战”共损失飞机2258架。日军报道，击沉、击伤美军舰艇约404艘（实际沉没34艘、受伤368艘，美军巡洋舰以上舰艇没有1艘被击沉）。
在空中进行自杀性攻击的同时，日本海军联合舰队以残存的海军主力第2舰队（战列舰“大和”号、巡洋舰“矢矧”号和驱逐舰8艘）组成海上特攻舰队，突击冲绳岛停泊场的美军舰船。4月6日，该舰队在伊藤整一海军中将率领下，从日本内海出航，经丰后水道南下时被美军潜艇发现。4月7日晨，经大隅海峡西行时，又被美军侦察机发现。美军第58航母特混编队出动300架飞机，于7日12时32分至14时，对该舰队实施了多次攻击。结果“大和”号中10枚鱼雷和5颗炸弹后，沉没于九州西南约50海里处，同时被击沉的还有巡洋舰“矢矧”号和驱逐舰4艘。此战后，显赫一时的日本海军已不复存在。
在此期间，美第3陆战军的2个陆战师向冲绳岛北部顺利推进，于4月21日全部占领了该岛北部和伊江岛。陆军第24军的2个师向南进攻，克服了日军的顽强抵抗，于4月24日突破日军在岛上的主防线牧港防线，5月31日突破首里防线，6月22日突破该岛南部的最后一道防线。同一天，日军守岛司令官牛岛满中将和他的参谋长一起剖腹自杀。尔后，美军在岛上转入肃清残敌的行动。至6月30日，岛上战斗基本结束。7月2日，美军正式宣布冲绳岛战役结束。
冲绳岛登陆作战使美军取得了最后进攻日本本土的海、空军基地。但也应该看到，日军在冲绳岛的防御作战，使美军认识到了在日本本土发起登陆作战的艰巨性，拖延了美军进攻日本本土的时间，为日本本土的防御争取了时间。
3.中国军队的最后攻势
根据日军中国派遣军的命令，1945年，日军华北方面军除确保现有占领区外，还需要对进攻老河口，对美、苏进行作战准备。另外，依据中国派遣军下达的《沿海方面对美作战准备纲要》，预定从华北方面军现有9个师中抽7个师调往上海方面，第12野战补充队改编为独立混成旅调往徐州。为此，1945年初开始，日军华北方面军加紧整编部队，充实预定对美作战的部队。为接替预定调出部队的防务，新组建了第3~第7独立警备队（独立警备队编制定员8857名，相当于旅）。为在山东半岛准备抗击美军登陆作战，1945年3~4月间，在济南新建第43集团军，下辖第59师、独立混成第5、第9旅、独立步兵第1旅。1945年春，日军华北方面军警备兵力约125个营，19万人，另有伪军40余万人。日军兵力明显不足，士气下降，除在山东为准备对美作战而对八路军发动一次较大规模的“扫荡”外，基本处于守势。八路军为执行“扩大解放区，缩小沦陷区”的战略任务，从1945年春开始对日军发动了更大规模的反攻。
八路军山东军区，于1945年1月17日下达1945年作战部署，提出：1945年山东我军作战主要方向，是求得开辟胶济路东段南北两侧宽大地区，使我胶东、渤海、鲁中、滨海互相联系进一步缩短和巩固；而对1944年所开辟之地区，主要争取巩固。
据此，1945年春，山东军区进行了讨伐伪军荣子恒、赵保原及攻击蒙阴等战役。
2月1~2日，鲁南军区奇袭伪暂编第10军荣子恒部驻守的泗水县城，一举攻入城内，击毙荣子恒及其参谋长和日本顾问，全歼城内守敌。同时，八路军攻克泗水城外围杨庄、杨公村等据点，击退日伪援军。这次战役，八路军共歼敌2000余人。
赵保原，原是国民党鲁苏战区暂编第12师师长，1944年8月公开投敌，所部被编为伪“剿共第7路军”，总兵力约1.8万人，盘踞在胶东胶济铁路以北以玩底（今万第）为核心的五龙河及大小沽河中游地区。2月11日夜，胶东军区集中主力5个团又5个营（含1个迫击炮营），并动员5万民兵和群众，首先向伪军指挥部驻地玩底发起攻击，至12日夜将其攻克，赵保原率残部向南窜入即墨。14日，八路军又攻克另一个重要据点左村。2月19日，战役胜利结束。此役共毙伤敌2000余人，俘虏7370余人，击溃2000余人，给予赵部毁灭性打击。
3月8日夜，鲁中军区集中主力4个团和一部分地方武装、民兵，攻击蒙阴县城，至10日，全歼守敌，并歼灭一部由新泰来援之敌。
4、5月份，日军对山东敌后抗日根据地进行了一次大“扫荡”。反“扫荡”结束后，八路军山东军区对日军发动夏季攻势，进行了讨伐伪军厉文礼、张步云、张景月等的战役。
厉文礼是伪鲁东和平建国军司令，所部1万余人，盘踞在以潍县（今潍坊市）、昌乐、安丘为中心的胶济铁路两侧地区。6月5日黄昏，鲁中军区集中兵力1万余人，发起讨厉战役，先后攻克夏坡、景芝镇等日伪据点60余处，歼灭日伪军7300余人，27日战役胜利结束。此役解放了1700多平方公里的土地，控制了胶济铁路东段南侧的重要地区。
张步云是伪山东国民自卫军第1集团军总司令兼第1军军长，所部1万余人，盘踞滨海区北部的诸城地区。7月15日夜～30日，滨海军区和鲁中军区共集中4个团的兵力，发起讨张战役，攻克相州、双庙、郑公、双羊店、朱马等据点，歼敌5000余人，解放国士2500平方公里，使诸城敌据点更加孤立。