第一，日军夜间防空能力极差，由于缺乏雷达，几乎没有什么夜间预警能力，高炮数量也少，夜航战斗机更是屈指可数；
第二，东京的消防能力极其薄弱，800万人口300多平方千米的东京只有8000多名正规消防队员，2000多名辅助消防人员，1117辆消防车，还因为战争期间燃料只能保证两小时，而且大部分地区没有消防水管，即使有的话，自来水总管道的压力是由电力提供的，只要电力中断消防管就无法得到需要的水压，可以说东京一旦燃起大火，将无法控制；
第三，东京的房屋密集，每平方千米人口密度达到3.8万人！相邻两个房屋距离通常还不到1米，又主要是木板结构，一旦起火将迅速蔓延。
综上所述，李梅决定针对日军的薄弱环节实施夜间轰炸，大面积投掷燃烧弹，引发大火来震撼日本国民，破坏散布在居民区的生产零部件和预制件的小作坊，即使没有摧毁工厂，也可使居民失去房屋，流离失所，也就无法进行生产，达到彻底瘫痪日本军事工业的目的。
鉴于日军夜间防空力量很弱，李梅命令B-29卸下除尾炮以外的所有武器、枪座和射手椅，仅留下尾炮，把弹舱中可有可无的东西也拆掉，节省下的运载吨位全部运载M-47集束燃烧弹，并将原来的8000米高空水平轰炸改为1500米低空俯冲轰炸。这样B-29拆除武器所节省的重量，加上不必采取高空密集编队飞行所节省的燃料重量，可以使每架B-29载弹量从昼间精确轰炸时的平均3吨，增加65%达到7吨以上。
但这一命令下达到飞行员手中，却令所有人都大为震惊！拆除所有武器，降低飞行高度，这将使B-29机组飞行员彻底暴露在日军战斗机的炮口前！
对此，李梅解释道，日军夜间防空力量极其薄弱，实施夜间轰炸不可能遇到大量战斗机的拦截，B-29的强大火力反而会在夜暗中误伤友机。尽管李梅是这样解释的，但实际上他内心也是非常矛盾的，他是用自己的前途、300架B-29和3000名官兵的生命来冒这次险！为了使行动不致因行政阻挠而无法实施，他甚至没有将这一计划报告华盛顿，只报告给了陆军航空兵兼第20航空队司令阿诺德，因此这一空袭史称“李梅赌注”或“李梅火攻”。
李梅说：“这次低空轰炸是一次奇袭作战，不会遇到敌战斗机的拦截。反之，如果我们把那些机枪留在飞机上，却可能在黑夜里把自己打下来。执行命令吧，巴瓦将军，我把一切都寄托在这次作战上了！”
这简直是一场赌博！价值数亿美元的334架B-29型轰炸机成了这场豪赌的赌注！
其实，李梅早有打算，2月4日和25日，就进行了实验性空袭，分别出动70架和172架B-29轰炸神户和东京，投掷燃烧弹160吨和450吨，取得了满意效果，这更坚定了李梅实施大规模夜间火攻的决心。
东京沦为火之地狱
3月9日傍晚5时34四分，第314轰炸机联队队长托马斯·鲍尔准将担任空中指挥，率334架B-29从塞班岛和提尼安岛机场起飞，直扑东京！
4小时后，东京到了。美军海军陆战队在海洋和岛屿上拼死拼活3年多走过的艰苦历程，在空中走廊上只用了3个多小时。
夜空缀满星斗。334架轰炸机中的3000名空中勇士俯视着沉睡的东京，心中顿时产生一种居高临下的优越感。技术的进步推动了战争手段的发展，主宰技术的人也就主宰了战争！
庞大的机群沿着被飞行员戏称为“裕仁公路”的航线飞入日本本州海岸线后，鲍尔就下令所有人员穿戴防护用具，所有空勤人员纷纷穿上防弹背心，戴上钢盔，以防高射炮火的伤害。因为考虑到此次空袭将会给日本造成巨大的人员伤亡，所以参战人员在起飞前都得到指示，一旦被击落，就要尽快被日本军方俘虏，要是落入平民手中那就很可能被当场杀死！听到这样的指示，大家无不捏了一把冷汗！
子夜12时15分，两架导航机到达东京上空，正当美国飞行员庆幸日本人没有发现他们，准备鱼贯向下俯冲时，突然，地面上的探照灯猛然打开，道道光柬刺破夜空，随之而来的就是从黑沉沉的大地上升起一团团桔黄色和红色的火球，开始很小，越变越大，而且越升越快，在飞机腹下爆炸后化作细小的火星。这是日本人凶猛的防空炮火。有几架美机被明亮耀眼的橘黄色炮火击中。
“航向真方位85度，高度4500英尺，我机己改平，投弹！”美军下了命令，瞬间即给东京带来了惩罚的烈焰。
日本是一个多地震的国家。作为一个时时刻刻被地震困扰的民族，日本人的住宅和其他建筑物大多用既经济又实惠的竹、木、纸张等易燃材料建成。这些建筑物抗地震是合适的。可谁能想得到世界上会有B-29型轰炸机和燃烧弹呢！
数百架“超级空中堡垒”在预定目标区下町地区投下照明弹，接着投下一串串燃烧弹，燃起两条火龙，为后续飞机指示目标。随后赶到的大批飞机接着以单机间隔15米依次进入，在1500米高度向下町地区投掷了2000多吨燃烧弹，弹体在离地面100米时爆炸，射出一根根2米长的燃烧棒。燃烧棒一接触物体就爆炸，粘胶似的火种向四处散去。霎时间，整个东京都烧着了。一座巨大的东方都市，无数建筑物、道路、桥梁、庙宇、仓库都暴露在桔黄色的火焰光背影上。庞大的机群在地面火海的映照下，疯狂地俯冲、轰炸、爬升，此起彼伏，犹如脱僵的野马，那场面真是壮观至极。
日军没有战斗机升空，高射炮火力也很稀疏。半小时后，大火迅速蔓延开来，火势已经无法控制，绝望的日本人丢弃一切，拼命躲避着追逐他们的烈火，许多人连衣服都来不及穿，裸露着身体蜷缩在木制的防空洞里，呆呆地望着冲天大火，都吓得面无血色。
人们被迫放弃了灭火的企图，大火造成的灼热气浪与冷空气形成强劲对流风，风力高达50千米时速，火借风势，风助火势，大火几乎将所有东西都点燃了，金属都被高温融化，人和木头都在令人窒息的高温中自燃！许多躲在防空洞里的人都被活活烤死，四下奔逃的人群近乎疯狂，到处是乱窜的火苗，到处是恐怖的惨叫，很多人认为水能克火，纷纷跳入附近的池塘和河流，但是灼烈大火所形成的高温将池塘里的水都煮开了！池塘几乎成了大锅子，水中避难的人们都被滚烫的水活生生煮死！黎明时赶到下町的救护人员都被眼前的惨境所震惊了，池塘里漂浮着无数尸体，都被大火烧成黑炭，根本无法分辨是男是女。
东京变成了火的地狱。麴町、神田、京桥、日本桥、芝、麻布、赤坂、小石川、本乡、下谷、浅草、本所、深川、世田谷，丰岛、荒川、泷野川、板桥、城东、向岛、足立、葛饰、江户川……美机领航员异常兴奋地把这些起火点标定在东京地图网络上。火海的中心在银座、本所和深川一带。城内41平方公里土地上的建筑物被焚烧得荡然无存，除了石像、水泥柱、墙、铁框架及少数电线杆外，东京已被夷为废墟。东京人发现，他们一生中熟悉的地方全消失了，甚至连河水也都蒸发干了。大火过后那毛骨悚然的情景令人惊恐到无法形容的地步！东京东部面积达39平方千米的地区荡然无存，26.7万幢建筑，占东京建筑物总数的四分之一被彻底烧毁，东京中心商业区的63%、工业区的20%被烧毁，其中美军要攻击的22个工厂全部被毁，有100万人因此无家可归，在此次火攻轰炸中，东京死亡83793人，重伤10万人。
指挥此次作战的鲍尔准将一边望着眼前这一切，一边向李梅报告：“在将军的授意下，我已把东京从地图上抹去。我从来没有看到过如此惨烈的景象，日本人在火海中伸腿展拳，枉自挣扎，烧焦的人肉味直扑我的座机。”
在空袭行动中，美军有9架B-29被击落，5架被重创，后来均在近海迫降，飞机上的大部分空勤人员都被美军担负救援任务的潜艇救起，还有42架被击伤，但都安全返回了基地。
与此同时，在关岛司令部里的李梅正在焦急地等待，他不住看表，喃喃自语：“我们应该收到鲍尔的报告了，看来他们是遇到麻烦了！都是我的错！”第21轰炸机部队参谋长克斯勒准将则在一旁不断安慰他。
凌晨1时15分，李梅拭去满头的汗，对克斯勒说：“这是我的决定，由我承担一切责任，我向华盛顿报告。”这时，通讯军官挥舞着鲍尔的报告推门而入：“已经投弹，目标地区一片大火，高射炮火由密到疏，极少战斗机。”指挥部里顿时一片欢呼！
李梅大喜，马上向阿诺德报告：“我相信，惩罚之火已经动摇了那个罪恶‘神国’的根基！”
在东京肆虐的燃烧弹
李梅所说的“惩罚之火已经动摇了那个罪恶‘神国’的根基”的话，决不是耸人听闻。这场大火足足燃烧了4天才熄灭。根据专门成立的调查委员会的报告，这次大火使26.7万幢建筑物付之一炬，100万人无家可归，83793人被烧死，10万人被烧成重伤。火灾之后日本人用了25天时间才把碎砖破瓦清除干净。除了心理上强烈的震撼外，遭受打击最严重的还有对维持战争机器继续运转至关重要的日本的重工业。李梅计划轰炸的22个工业目标全部化为一片灰烬。此后，日本钢铁生产急剧滑坡，产量还不到原来的1／3，飞机产量下降到原来的1／3，国内铁路和公路运输濒于崩溃。
3月10日晚，317架B-29轰炸名古屋，尽管该城消防设施比东京先进，但仍遭到惨痛损失，市中心5平方千米的地区被烧作一片白地。
3月13日晚，300架B-29轰炸大阪，投下1700吨燃烧弹，20平方千米城区被焚烧殆尽。
3月16日晚，400架B-29轰炸神户，投掷2300吨燃烧弹，该城城区化作一片废墟。
在3月9日至3月19日的10天里，美军共出动1600架次的B-29轰炸机，把名古屋、大阪和神户这三座城市中合计83平方千米的城区烧成片片赤地，一直到储存在马里亚纳群岛基地的1万吨燃烧弹消耗完毕后，火攻才暂时告一段落。
在3月下旬，美军通过空运和海运结合的手段，再度补齐了弹药库里的燃烧弹存量，在进入4月份后，美军进一步加大了空袭力度。
4月7日，美军轰炸伊势地区。
4月13日，天皇的部分皇宫也在空袭中被烧毁，被日本军国主义者视为圣地的明治神宫更是全部化为废墟。
5月26日，美军再度大举空袭东京，在几乎未遭到有力抵抗的情况下，500架B-29向东京投下4000吨燃烧弹，把40平方千米的城区化为灰烬。
5月29日，空袭横滨，450架B-29投下的3200吨燃烧弹把横滨烧成了一个巨大的火炬，整个城市几乎被彻底摧毁！
截止到6月15日，美军出动B-29达6990架次，先后对日本东京、大阪、名古屋、神户、横滨等主要城市进行了17次大规模轰炸，使上述城市264平方千米地区遭到了毁灭性的破坏，而美军所付出的代价仅仅是136架B-29轰炸机，战损率仅为2.1%。
6月以后，美军的空袭扩大到了中小城市和交通线，至7月4日，美军投弹总量达到了10万吨！月平均投弹量从3月份的1.38万吨增至7月份的4.27万吨！
7月10日起，已经杀入日本近海的美军航母特混舰队也加入到了对日本本土的空袭中，仅在7月10日一天内，美军舰载航空兵就出动舰载机1220架次，重点攻击了日本北海道与本州之间的火车轮渡，使北海道对本州的煤炭供应彻底断绝，到7月13日，美军舰载机出动更是达到1820架次！7月17日，在完全掌握了制空权后，美军水面舰只直接进入日本海用舰炮轰击岸上目标。神户、大阪、日立、舞鹤、清水等港口均遭到舰炮的猛烈轰击。
从1945年1月至8月，美军在对日本本土的空袭中共出动各种型号飞机33041架次，其中B-29轰炸机接近一半，达1.5万架次，共投弹16万吨，包括东京在内的98个日本城市遭到轰炸，其中主要大城市的城区被烧毁面积均在50%以上，东京和横滨为56%，名古屋为52%，大阪、神户为57%；中小城市中，福井最高达96%，甲府为72%，日立为71%。在空袭中死亡约33万人（含原子弹轰炸死亡人数），伤47.6万，失踪2.4万，有244万幢建筑物被毁，800万人无家可归，而美军仅损失飞机697架。
更为重要的是，由于3月9日的大火攻给东京市民造成了极大恐惧，而且李梅结合空袭实施心理战，通过空投传单事先告知日本平民将要轰炸的地点和时间，这就更加剧了平民的惊恐，在空袭期间，共有850万城市居民逃往乡村，军事工业中工人的缺勤率7月已达50%，加上工厂厂区在空袭中遭到严重破坏，如航空工业厂区被毁60%，直接导致日本军工产量的急剧下滑--炼油工业产量下降83%，飞机发动机产量下降75%，飞机机身产量下降60%，电子设备产量下降70%，飞机月产量从1944年的2340架下降到1945年8月的200架，降幅达91%！1945年3月日本石油储备仅40万吨，美军第315轰炸机联队对日本炼油厂和油库进行了重点轰炸，共投弹9100吨，至8月，日本炼油能力下降80%，石油储备在轰炸中被焚毁近6万吨，日本的战争潜力遭到了沉重打击，经济几近崩溃。毫不夸张地说，以李梅火攻为代表的美军战略轰炸，直接动摇了日本维持战争的根本基础。