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  早在1941年的珍珠港事件後,美國的吉米·杜立特中校就曾派出16架B-25米切爾型轟炸機空襲日本東京、橫濱、名古屋和神戶等地的油庫、工廠和軍事設施,但是此次轟炸主要只具備象徵性意義,對日本所造成的實質打擊非常有限。  但當美國成功研發並製造出B-29超級堡壘轟炸機後,美軍終於開始有能力對日本作出有實質作用的戰略轟炸。B-29轟炸機的時速達563千米,飛行高度超過1萬米,續航里程為6430千米。打擊距離達到2,400公里,並能攜帶9,000公斤彈藥。當時軸心國的戰鬥機除Me-262和橘花(日本根據Me-262的藍圖資料及效能資料自行仿製,未量產)以外均不能達到此高度,即使達到也追不上B-29的速度。  美軍於1944年6月15日首次使用B-29對日本進行轟炸。在柯蒂斯·李梅將軍領導下,美軍展開「馬特霍恩行動」,68架B-29從成都起飛,轟炸位於日本北九州的八幡鋼鐵廠。但這次攻擊並沒有造成太大的破壞,68架飛機中,只有47架命中目標,另有4架未能起飛,4架墜毀,還有6架因機件問題要在途中棄置所帶的炸彈,有一架被擊落,其餘的大多隻轟炸了次要的目標。  1944年的11月24日,美軍首次從日本的南方對日本實施轟炸。美軍派出88架轟炸機空襲了東京,意欲在白天進行更精準的轟炸。飛機在10,000米高空投彈,結果只有約30架飛機找到了轟炸目標,投擲的炸彈有約10%命中預定目標,只有一個飛機製造廠受了輕傷。  當時美軍尚未攻佔馬里亞納群島、硫磺島等軍事基地,由中國出發的飛機則會遇到補給問題,而且距離也太遠。由中國起飛的B-29必須減少載彈量以運載燃料,故此從中國出發的B-29僅能對日本發動有限的攻擊。直到尼米玆海軍上將的跳島戰術攻佔了一些接近日本的島嶼後,,美軍才開始籌備對日本本州的大規模轟炸。  美軍在歐洲曾使用日間精確轟炸戰術,但因日本的天氣並不適合此戰術,美軍的戰略轟炸造成的傷亡比後來的原子彈攻擊還要多,估計大約35萬到90萬的城市平民因此死亡,數百萬人無家可歸。

  1945年2月23日至24日,美軍首次對東京採取大規模燃燒彈攻勢。當晚174架B-29轟炸機在東京拋下大量燒夷彈,把東京約2.56平方千米的地方焚燬。  隨後在3月9日至10日,美軍開始執行“火牛”轟炸行動,派出334架B-29轟炸機從馬里亞納群島出發,再次使用凝固汽油彈對東京進行持續2小時的地毯式轟炸。 每架飛機攜帶六至八噸燃燒彈,燃燒面積可達6500平方米。為避免不必要的傷亡,空襲時各轟炸機單獨轟炸而不進行編隊。不少的飛機為了多載炸彈而拆除了自衛機槍,僅保留了尾部的機槍。開始由兩隊B29轟炸機先行進入目標區,投擲M29燃燒彈,引發一個十字燃燒區,其餘轟炸機以此為標記進行投彈。  東京有不少建築物(特別民宅)都是傳統的木造建築,所以猛烈的燒夷彈轟炸使當晚的東京出現了火災旋風,334架B-29共投下了超過2千噸燃燒彈,產生的高溫足以使區內所有可燃物(包括人體)燒著,造成近10萬人死亡,近41平方千米的地方被焚燬,主要是皇居以東的地區,東京約有四分之一被夷為平地,其中18%是工業區,63%是商業區,其餘是住宅區。美軍轟炸計劃中的22個工業目標全部被摧毀,26萬7千多幢建築付之一炬,上百萬人無家可歸,83000餘人被燒死,10萬人被燒成重傷。大火之後的清理工作進行了25天。  空襲中有9架B-29被擊落,5架負重傷並在海面迫降,42架其餘受傷飛機返回了基地。  火攻東京後不到30小時,317架B-29轟炸機又夜襲名古屋,摧毀了該市的飛機制造中心。13日,300架B-29轟炸了日本第二大城市大阪。 美軍在轟炸中使用了1700噸燃燒彈,約20.7平方千米的市區在3小時內焚燬。16日,美軍又轟炸神戶,摧毀了其造船中心。  之後美軍又於四、五、六月大舉空襲日本各大中小城市。在5月25日一次派出470架飛機轟炸東京,22萬間房屋被焚燬,但僅造成7000餘人死傷。連月來轟炸使東京有一半的建築物被摧毀。 美軍宣佈截止到7月4日,日本已遭受10萬噸炸彈的轟炸。  美軍轟炸過程中許多東京市民逃離出城。策劃轟炸行動的柯蒂斯·李梅將軍命令美軍頂住日本防空力量的壓力拋撒傳單,事先通知下一步轟炸的目標。這種做法不但較為人道,也能打擊日本國民計程車氣。僅東京一地就有上百萬人逃往農村,工廠工人的出勤率不到從前的一半。轟炸東京及其他城市使日本戰時經濟陷入癱瘓。

  美軍把一些地區列為受保護地區而不轟炸。

  

  這次轟炸行動戰後在日本國內的抗議之聲越來越大。  許多日本人認為,美國使用燃燒彈轟炸東京民居的做法,造成近20萬人死傷、數以百萬計人口無家可歸顛沛流離,其中絕大部分為無辜平民,極不人道。  日本媒體稱,執行轟炸的航空軍將領表示若美國最終戰敗,日本把他們當戰犯處決是很有正當性的。  日本雖然對美國的戰略轟炸極為痛恨,但由於美國在二戰戰後對日本的穩定發展與民主自由有很大的貢獻(戰後美國對日本的重建讓日本國民獲利),因此實際上日本的不滿獲得相當的緩解。  日本前首相近衛文麿承認,東京大轟炸使日本開始考慮停戰。

  盟國方認為,日本人在重慶大空襲中率先以平民為目標,並首先使用燃燒彈。最終交戰雙方都接受了此種戰法,是對等的戰爭行為,並無國際條約對美日兩國進行約束。日本陸軍航空兵的相關責任人也沒有受到任何關於戰爭罪行的審判。  對日本城市居民的殺傷,被參戰的所有盟國認為是正當有效的打擊軸心國勢力、終結戰爭的手段。  這種戰略轟炸行為的目的主要是破壞日本生產戰爭物資的能力,以及降低日本計程車氣。  美國對日本的一系列戰略轟炸雖然造成許多平民死傷,但是當時的美國確實有嘗試減少平民傷亡,首先美國是儘可能的以工業區為目標(只是日本住宅區與工業區相混),而且美國不是一開始就選擇無精確度的夜晚轟炸,再來是美國在轟炸前經常空投傳單預告轟炸地點,讓日本人事先避難。而英國對德國的轟炸並無此項舉措。  策劃轟炸行動的柯蒂斯·李梅後來接受日本媒體採訪時說,如果美國戰敗,他本人肯定會被日本指控犯下戰爭罪行,但他也認為這次轟炸提早了戰爭的結束,從此減低了人命傷亡。
東京大轟炸(東京大空襲,),是第二次世界大戰期間美國陸軍航空軍對日本東京的一系列大規模戰略轟炸。