关岛是马里亚纳群岛中面积最大的岛屿，长45公里，宽6公里到12公里不等，整个岛屿两头宽中间窄，就像是颗花生。是火山作用而形成的岛屿，海岸上遍是珊瑚暗礁，内陆则是高原型的台地，高低起伏不定，大部分地区都是陡峭的山地，岛上最高的山峰是海拔3300米的腾爵山。
1898年起被美国占领，只被作为美国本土至菲律宾航线的中途补给站，几乎不设防。1941年被日军占领时，岛上只有数十名保护总督府的海军陆战队员。
日军在关岛建有三个机场，其中第三个机场尚未竣工。最初日军对关岛的防御并不重视，直到马绍尔群岛失守，日军才开始加强关岛的防御，日军对关岛的增援比塞班岛成功多了，大批援军和物资运上了关岛。
关岛的守军是陆军步兵第二十九师团、第四十八独立混成旅团、第十独立混成联队、第五十二高炮大队以及海军第五十四警备队，共两万余人，火炮二十余门，坦克四十余辆，由第二十九师团长高品彪中将统一指挥。第二十九师团原是关东军，训练有素，装备精良，战斗力较强。
尽管关岛在战前四十余年时间里是美国领土，但美军直到开始制定进攻关岛时才发现，相关资料非常粗略，而且对日军占领后的情况更是一无所知，所以不断以飞机进行航空摄影侦察。
美军原计划6月18日在关岛实施登陆，但通过塞班岛登陆作战，觉得登陆部队的兵力还要加强，而增援部队到达战场还需要一段时间，加上海军舰队也要全力对付日军机动舰队，所以斯普鲁恩斯于7月8日决定登陆作战推迟到7月21日，登陆部队除原来的海军陆战队第三师和暂编第一旅外，还增加了陆军第七十七师。七十七师原为总预备队，在珍珠港待命，接到参战命令后，于7月上旬离开珍珠港，中旬到达埃尼威托克礁湖。关岛登陆仍由康诺利少将指挥的南部编队承担，该编队共有战列舰6艘、护航航母5艘、巡洋舰10艘、驱逐舰53艘、护卫舰2艘、登陆舰75艘、运输船21艘，加上扫雷、后勤等舰只，总计265艘。地面作战部队有陆战三师、陆战暂编一旅、步兵第七十七师，共约5.5万人。
美军对关岛的炮火准备早在6月11日就已开始，岛上日机尽数被消灭，日军机场也遭到严重破坏而无法使用。6月21日至7月7日，美军又对关岛进行了几次舰炮轰击和飞机轰炸，鉴于塞班岛登陆前只实施了两天炮火准备，效果很不理想，使登陆部队遭到了巨大伤亡，因此美军对关岛大力加强了炮火准备，从7月8日起，进行了持续十三天的猛烈炮击，发射406毫米炮弹和356毫米炮弹6258发、203毫米炮弹3862发、152毫米炮弹2430发、127毫米炮弹16214发，虽然日军利用美军推迟登陆的时间在美军可能登陆的滩头设置大量的障碍和水雷，并在岛上抢修了一些永备火力点和防御工事，但美军这次长时间的炮击严重破坏了日军的防御工事，几乎摧毁了日军暴露的全部火力点，效果比较显著。
7月16日起，美国海军第三、第四和第六水下爆破队连续三个晚上在将要登陆的滩头进行水下爆破，炸掉暗礁和障碍物，为登陆扫清了障碍。
7月19日和20日，美军所有担任舰炮火力支援的军舰对登陆地点阿加特和阿散两地进行了极为猛烈的炮击。
7月20日，斯普鲁恩斯乘座旗舰“印第安纳波利斯”号重巡洋舰亲自到达关岛督战。
7月21日，晴空万里，风平浪静，正是交兵的好天气，凌晨开始，美军就以6艘战列舰、3艘护航航母、8艘巡洋舰和32艘驱逐舰进行直接火力支援，而且还采用了一种新的战术，军舰和飞机同时对同一目标进行协同攻击，规定舰炮弹道不得高于365米，飞机投弹高度不得低于457米，这样舰炮与飞机就能发挥更大威力。
八时三十分，在猛烈炮火支援下，美军开始突击上陆，陆战三师在奥罗特半岛北部的阿散海滩登陆，陆战一旅和七十七师在奥罗特半岛南部的阿加特海滩登陆。阿散滩头，陆战三师三个团同时展开，在1800米宽的滩头并肩突击，由于海岸中珊瑚暗礁很多，只有履带登陆车能够上陆，所以全靠履带登陆车往返接运部队，最初登陆非常顺利，日军抵抗微不足道，中午前后，全师部队以及车辆、火炮就全部上陆，随即发现登陆滩头地形极其不利，前是高地，后是大海，两翼是险峻的悬崖，日军在三面山顶和反斜面部署的火炮居高临下覆盖整个登陆滩头，美军两万余人拥挤在狭小的登陆滩头，日军每一发炮弹都会给美军造成巨大伤亡，陆战三团所要攻击的地形最为险恶，因而伤亡最大，进展最小；陆战二十一团和陆战九团处境相对要好些，在舰炮火力的有效支援下，都占领了当面的山头，并击退了日军的反击。
南部阿加特滩头日军抵抗比北部更凶猛，美军履带登陆车刚到达珊瑚礁，就遭到了日军炮火的猛烈轰击，转瞬间就有24辆履带登陆车被击毁，占总数的八分之一，由于履带登陆车损失惨重，很多士兵只得涉水上岸，被压制在日军火力点前，无法前进，而补给品也没有按计划运上岸，登陆遇到很大困难。陆战暂一旅奋力杀出一条血路，于中午十一时许到达了第一预定目标，暂一旅旅长也随之上岸，开设指挥所，率领部队奋勇冲杀。伴随登陆部队上陆的坦克由于地形复杂、遍地障碍和地雷以及错误的引导，一直没能投入战斗，只有一辆坦克在争夺加安据点的激战中，发挥了作用，绕到日军阵地后方，用炮火摧毁了坚固的据点，为步兵前进打开了通路。全天，战斗非常激烈。
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