但海军方面的守备部队仍坚持歼敌于滩头，无奈之下，最后粟林做出了折衷的方案，以纵深防御为主，滩头防御为辅，海军守备部队沿海滩构筑永备发射点和坚固支撑点进行防御，陆军主力则集中在折钵山和元山地区，实施纵深防御。
于是粟林决心将硫磺岛建成一座永不沉没的坚固要塞，他选择以折钵山为核心阵地，以硫磺岛上的两个机场为主要防御地带，粟林缺乏大批的钢筋混凝土，所以只能利用折钵山的天然岩洞，在战术安排方面在适宜登陆的东西海滩则是以永备发射点和坚固支撑点为骨干的防御阵地，日军的防御工事多以地下坑道阵地为主，混凝土工事与天然岩洞有机结合，并有新式的之字地下交通壕相互连接。
粟林在构筑炮兵阵地方面非常有心德，他吸取了中国军队在进攻前经常采用凝固汽油燃烧弹与云爆弹，所以对于工事内部都修建的之字型的迂回同道，即便遭到了云爆弹的攻击也不会出现损失惨重的情报。
对于炮兵阵地的主体构建，粟林也大都建成半地下式，尽管牺牲了火炮的射界，却大大提高了在猛烈轰炸之下的生存能力，日军对火炮炮位和通讯网络的保护非常重视，在粟林的指挥下，日军没日没夜的进行二十四小时不间断的施工，折钵山几乎被掏空，筑有的坑道就九层之多。
日军研究了针对中国远征军的作战特点，粟林在海滩纵深埋设了大量地雷，机枪、迫击炮、反坦克炮构成绵密火力网，所有武器的配置与射击目标都进行过精确计算，既能隐蔽自己，又能最大限度杀伤敌军，最为关键的是其在元山地区修筑的连接折钵山坑道工事全面挖掘完毕，这条通道长达二十八公里之长，可以使得日军在硫磺岛上的部队不必暴露在美军优势的地空火力之下来回实施调动。
粟林同时也一改日军之前的死拼战术，他向所有军官灌输了规定近距射击、分兵机动防御、诱伏等战术，还严禁部队实施自杀冲锋，并且号召每一个士兵至少要杀死十个登陆的中国援助军官兵才能死去，粟林的这些苦心经营，要使硫磺岛之战成为太平洋上最残酷、艰巨的登陆战役，大量的杀伤中国远征军的官兵。
在沈英雄的请求下，黑尔少将指挥的第七航空队B-24中型轰炸机只要天气允许，几乎每天出动对硫磺岛进行轰炸，塞班岛的B-29超级空中堡垒重型轰炸机也加载高脚柜炸弹加入对硫磺岛的轰炸，这种英国人研制出来的重达二吨七的巨型炸弹是B-29D超级空中堡垒所能够携带的最大单枚航弹，威力巨大的高脚柜炸弹是英国人研制出来专门对付坚固的地下掩体工事的，不过由于运输制造环节复杂，产量很低，其能够炸毁二公尺厚的钢筋混凝土，和十公尺的被土层。
美军一方面使用巨型炸弹不断轰炸折钵山与元山地区的日军工事，另外一方面，美国太平洋舰队方面斯普鲁恩斯以印第安纳波利斯号重巡洋舰为旗舰，第五十八特混编队司令米切尔以邦克山号航母为旗舰。
指挥由由十六艘舰队级航母、八艘新式战列舰、十五艘巡洋舰、七十七艘驱逐舰组成的航母编队驶离乌利西，经马里亚纳群岛和小笠原群岛以东，直扑日本本土。
斯普鲁恩斯计划舰队主力抵达日本外海，利用两天左右的时间对日本本土关东地区的机场进行压制性的空袭，然后再南下参加硫磺岛作战，美军方面特别担心日军的神风特攻队的威胁，所以每艘航母上只有三十架轰炸机和鱼雷机，其余全部搭载战斗机，为了尽量减少被日军发现的可能，出动十二艘潜艇在编队航道前方担任侦察搜索，而塞班岛的岸基航空兵则以B-24中型轰炸机和B-29超级空中堡垒重型轰炸机对编队经过的海域上空进行巡逻警戒。
布兰迪海军少将则率领由六艘战列舰、十六艘护航航母、十艘巡洋舰、二十九艘驱逐舰组成的火力支援编队离开塞班岛前往硫磺岛，为登陆部队提供火力掩护，对硫磺岛折钵山的日军工事实施打击。
中国远征军两栖陆战部队已经进入了临战状态，并且完成了战前动员和物资弹药准备，美国方面十分慷慨了的给予了极大的支持，可以说美国人的慷慨让人很是震惊不已，其程度让沈英雄都有些咂舌，面对硫磺岛之战，中国远征军两栖登陆部队的六个师与编入作战集群的四个师整装待发，不过硫磺岛战场容量有限，所以宋希濂准备投入两栖陆战第一师与两栖陆战第二师实施登陆作战，对据守硫磺岛的日军部队实施进攻，彻底歼灭守岛日军主力，占领硫磺岛，为美军对日本本土的大轰炸提供更加良好的机场。
1943年12月25日是圣诞节当天，美海军部长福雷斯特尔在尼米兹陪同下到达塞班岛，听取有关硫磺岛战役的汇报，并视察战役准备，美国海军登陆编队司令特纳绰号“短吻鳄”，汇报原计划对硫磺岛进行十天的炮火准备，因为军舰无法携带十天炮击的弹药，只能进行三天的炮击，但特纳表示对面积仅二十平方公里的小岛进行三天的炮击已经足够，炮火未能摧毁的防御将由登陆部队来完成。
并且连续十余天，空军轰炸部队向日军阵地投掷燃烧弹，烧掉日军阵地的伪装，使之暴露出来，以便于舰炮将其消灭。而塞班岛的轰炸机群也将对硫磺岛进行大规模轰炸，计划在这三天时间内，美军在中国远征军两栖陆战部队登陆前共消耗炮弹、炸弹二万八千余吨，硫磺岛上平均每平方公里承受了一千四百吨弹药的饱和攻击。
福雷斯特尔对于登陆集群登陆前的火力准备表示了满意，每平方公里一千四百吨的饱和攻击弹药量，能够将硫磺岛炸成世界上最不值钱的土地，甚至将该死的岛削平。
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