对日轰炸目标
盟军战机在太平洋战场投放的炸弹总数为 656,400 吨。其中的 24％，即 160,800 吨投放在日本的本土列岛。海军战机占据这个数字的 6,800 吨，B-29 之外的陆航战机投弹 7,000 吨，而 B-29 的投弹数量为 147,000 吨。作为对比，欧洲战场全部投弹量为 2,700,000 吨，其中 1,360,000 吨投放在德国领土。从 1944 年 6 月到 1945 年 1 月，以中国为基地的 B-29 向日本列岛的目标投下大约 800 吨炸弹。这些空袭的强度和精度不足，没有取得显著成效。
到 1944 年 11 月底，夺取马里亚纳群岛的 4 个月之后，从该岛开始了第一次远程轰炸任务。最初参战的飞机数量少，敌军反击坚决。战斗任务的平均损失率为 3.6％。到 1945 年 3 月 9 日之前，全部投弹数量仅有 7,180 吨，不过一直在逐渐增加。飞机从接近 30,000 英尺的高空轰炸，击中目标区域的炸弹比例平均在 10％以下。不过，即便只有相对较少吨位的炸弹命中选择的目标，其效果依旧毋庸置疑。在这个阶段，空袭几乎专门地针对战机目标，尤其是飞机发动机工厂。首要的飞机发动机工厂遭受了足够沉重的打击，以至于使日本人确信这些工厂将在随后不可避免地被完全摧毁。因而，日本人被迫匆忙展开全面的疏散计划。在太平洋战场内，急切需要越来越多战机的持续压力阻止了早期的疏散计划。当疏散最终不可避免之时，必需的地下隧道、分散建筑以及公路、铁路、电力连线等附属设施等并未准备就绪。作为结果，从 1944 年中便受到钴、铬、镍等金属材料短缺影响的飞机发动机生产开始急剧下滑。
提尼安北部机场
提尼安岛上的 B-29 机群
1945 年 3 月 9 日，B-29 攻击方式的一种根本修订开始付诸实施。决定在夜间从平均 7,000 英尺高度轰炸日本的四个主要城市。日军夜间战斗机和防空火力的薄弱使得该计划切实可行。燃烧弹被用以替代高爆炸弹，同时低空飞行使得每架飞机的载弹量大幅度增长。在第一次空袭中，1,667 吨炸弹投向东京。选中的目标区遭受饱和攻击。东京人口最密集的15平方英里地区被彻底烧毁。这次空袭的威力和强度使日军大为震惊。没有哪次后续空袭能够达到与之相当的破坏性。两天之后，对名古屋强度类似的一次空袭烧毁了 2 平方英里面积。在 3 月 9 日开始的 10 天时间里，总共起飞 1,595 架次轰炸机，对东京、名古屋、大阪和神户投下 9,373 吨炸弹，以损失 22 架飞机的代价烧毁这些城市的 31 平方英里面积。燃烧弹空袭对日本城市的破坏性已经得到验证。
1945 年 5 月对神户的轰炸
对日本列岛空袭的经济效应 空袭对日本造成的实际伤害与德国所遭受的强度近似，尽管投下的炸弹吨位远远不及。空袭在时间上更为密集，目标区域更小，而且更为脆弱。不仅日军的防御被压倒，日本重建、疏散和消极防御的意志和实力均不及德国。据统计，在 66 个遭受空袭的城市中，大约有 40％的建筑区域被摧毁。日本全部城市人口中，有大约30％无家可归或者损失大量财物。高爆炸弹空袭对工业建筑造成的物理伤害同样令人印象深刻。B-29 更大的载弹量对工厂区域内施加了单位面积内更高的投弹密度，同时使用的炸弹平均重量稍高。轰炸破坏性比德国更为彻底。不过，使用高爆炸弹进行特别攻击的工厂数量较少。
作为周期达 9 个月的空袭结果，包括原子弹的袭击，日本总体的平民伤亡数量为 806,000 人左右。其中，大约有 330,000 人死亡。这些伤亡有可能超过当前对日本在整场战争中总伤亡 780,000 万人的估算值。平民死亡或者受伤的主要原因是灼烧全部。全部伤亡之中，大约有 185,000 人是 1945 年 3 月 9 日对东京的第一次空袭引起。许多破坏性巨大的空袭中伤亡相对较低。横滨是一个拥有 900,000 人口的城市，在一场持续不到 1 小时的空袭中被摧毁 47％，而死亡人数则不到 5,000。通过推倒选定街道两旁的所有房屋或者自然屏障，日本人构建起宽广的防火隔离带。根据日本人的报告，在这个计划中被推倒的房屋总数量为 615,000 间，与之相比空袭摧毁房屋的数量为 2,510,000 间。防火隔离带并未有效地阻止火势的蔓延，因为燃烧弹会同时落在隔离带的两旁。不过，它们的确为平民开辟出逃生的道路。
B-29 轰炸示意图，分别以成都、提尼安基地的作战半径
B-29 轰炸的杀伤效果
日本的计划以及计划的执行方式不足以构成优秀的平民防御体系。尽管存在这些限制，他们力所能及的这些平民防御设施对伤亡的减少仍起到足够的作用。学龄儿童和其他不重要的城市居民被疏散至农村。留下的人员被组织起来灭火以及相互提供支持。空袭警报系统一般均有效力。不过，空袭的力度超过了日本人曾经预计或者能够应对的范围。在主要的燃烧弹空袭中，平民防御机构被简单地压垮。
持续增长的食物短缺是影响日本民众健康和活力的主要因素。在珍珠港袭击之前，日本民众平均每日热量摄入是 2,000 卡路里，与之相比，美国民众的数据是 3,400 卡路里。日本耕地面积只有美国的 3％，却要维持占据美国一半以上人口的生存。为了提供战前口粮，这些耕地比世界上其他国家都要深耕细作，投入更多的人力和肥料；渔业被发展成一项主要产业；大米、大豆以及其他提供热量摄入 19％份额的食物通过进口获得。尽管从 1941 年 4 月开始了食物配给制度，食物短缺现象一直严峻。随着战争的进行，进口变得越来越困难，可供船舶捕鱼的水域以及捕鱼使用的船只和燃料开始受到限制。本土食物生产由于年轻男性被应征以及肥料短缺的增加而受到影响。
到 1944 年，日本民众平均每日热量摄入下跌至 1,900 卡路里，到 1945 年夏天，人均摄入大约为 1,680 卡路里。矿工和重工业工人得到高于平均水平的食物配给，其余平民则低于平均水平。脂肪、维他命和其他维持机体平衡和抵抗感染、疾病、炸弹伤害所需要的矿物质在日常食物中的含量下降则更为明显。
日本人使用的空袭预警听音装置
营养不良是导致脚气和肺结核发病率提高的主要原因。这同样对民众的效率和士气产生重要影响，并在工人之间引发旷工行为。