马里安纳群岛
美国陆军及海军陆战队在1944年占据马里安纳群岛上的关岛、塞班岛及天宁岛，并开始在岛上修建机场。这些机场成为美军在二次大战最后一年空袭日本的基地。群岛上的基地可以由海路轻易获得补给。1944年10月12日，首架B-29抵达塞班。首次作战是同月28日，14架B-29轰炸了特鲁克环礁。11月24日，岛上111架B-29轰炸东京。自此展开B-29对日本本土越加猛烈的空袭，一路直至战争完结方才结束。
最初B-29轰炸日本的目标以军事及工业设施为主。B-29多数在日间从30,000呎左右高空进入，使用仪器进行精确投弹。但是日本本土上空经常有强烈的气流，令到这种空袭难以发挥成效。1945年初，阿诺德将军把驻在马里安纳群岛的B-29交由寇缔斯·李梅（Curtis LeMay）指挥，希望他能加强轰炸的成效。李梅改变B-29的攻击方法，让B-29在晚间从5,000至6,000呎的低空进入日本，并且根据日本空袭中国城市的经验，使用凝固汽油弹和烧燃弹对日本的城市进行大范围的地毯式焦土轰炸。李梅相信日本的战斗机在夜间不足为惧，而这个高度亦正是日本防空炮火的断层。B-29拆除尾部的机关炮，以增加2,700磅的载弹量。结果证明李梅的策略正确，3月9日晚上，334架B-29首次以新战术空袭东京。当天晚上将东京16平方英里的地区烧成平地，东京商业区63℅被焚毁，失去18℅的工业生产力。84,000人于当晚葬身火海，100万人无家可归，而B-29的损失为14架。之后两星期，再有120,000日本平民死于B-29的焦土轰炸，而B-29的损失却只为20架。到了战争最后的数个月，B-29动辄以五百架编队，由P-51战斗机护卫，进行对日本城市的连续空袭，目标并且由大型城市渐转为中型城市。李梅预计，到了1945年9月，B-29每月将可向日本投下115,000吨燃烧弹，是3月首次开始燃烧轰炸时的8倍；而到了10月，B-29将开始缺乏可供轰炸的目标。不计算两次使用原子弹的袭击，在整场战争中，B-29摧毁了日本178平方英里的市区，导致40万日本人死亡，250万家房被毁，900万人流离失所，而B-29的损失总共为414架。除了焦土轰炸外，B-29还对日本的航运路线进行大规模的布雷。到了战争末期，日本的海运因航线受阻而接近瘫痪。
