美軍自從1944年7月攻占馬里亞納群島后，就開始建立航空基地，出動B-29重型轟炸機空襲日本本土。但馬里亞納群島距日本本土近1500海里，B-29轟炸機只能攜帶3噸炸彈，在戰(zhàn)斗機無法護航的情況下長途奔襲，在8000至9000米高度實施面積轟炸，效果很不理想。而硫磺島北距日本東京650海里，南距馬里亞納群島的塞班島630海里，幾乎正處在兩地的中間，島上的日軍不僅可以向東京提供早期預警，而且可以起飛戰(zhàn)斗機進行攔截，甚至還不斷出動飛機攻擊美軍在塞班島等地的機場，更是大大降低了美軍對日本本土戰(zhàn)略轟炸的作用。硫磺島對美軍而言，簡直是如鯁在喉。如果美軍占領(lǐng)硫磺島，那所有的不利都轉(zhuǎn)化為有利，B-29轟炸機從硫磺島起飛航程可以減少一半，載彈量則可增加一倍；戰(zhàn)斗機如從硫磺島起飛，可以為B-29轟炸機提供全程伴隨護航；甚至連B-24這樣的中型轟炸機也能從硫磺島起飛空襲日本本土；更重要的是硫磺島還可作為B-29轟炸機的備降機場，供受傷的B-29轟炸機緊急降落或加油。因此美軍對硫磺島是勢在必奪。
美陸軍航空兵（即美國空軍的前身）司令亨利•哈利•阿諾德上將于1944年4月17日向參謀長聯(lián)席會議提出攻占硫磺島的請求，參謀長聯(lián)席會議隨即同意這一請求，責成太平洋戰(zhàn)區(qū)擔負此項作戰(zhàn)。太平洋戰(zhàn)區(qū)總司令兼太平洋艦隊總司令切斯特•尼米茲上將為就近指揮，將其指揮部從珍珠港移至關(guān)島。
1944年10月初，太平洋艦隊司令部的參謀人員制定出進攻硫磺島的計劃，參加作戰(zhàn)的地面部隊為第5兩棲軍，下轄海軍陸戰(zhàn)隊第3、4、5師，共約6萬人；所有參戰(zhàn)登陸艦艇約500艘，軍艦約400艘，飛機約2000架。
美軍太平洋地區(qū)聯(lián)合情報中心（簡稱JICPOA）是硫磺島戰(zhàn)役的主要情報提供機構(gòu)，該機構(gòu)于1943年9月成立于珍珠港，擁有來自陸軍、海軍以及海軍陸戰(zhàn)隊的各類情報專家1767人，負責處理所有來源的情報資料。其任務(wù)是向美軍太平洋戰(zhàn)區(qū)總司令尼米茲上將提供有關(guān)日軍軍事實力及動向的情報。硫磺島戰(zhàn)役開始前幾個月，駐扎塞班島的美軍第7航空隊等部門就開始為聯(lián)合情報中心執(zhí)行照相偵察任務(wù)，但遺憾的是，第7航空隊的照片后來被評估為對分析整個硫磺島的日軍部署情況沒有任何價值。
臨近開戰(zhàn)，美軍第28偵察中隊的偵察機以很低的高度冒險對硫磺島實施了偵察，這次偵察拍攝的照片幾乎覆蓋了美國海軍陸戰(zhàn)隊后來進行激烈戰(zhàn)斗的所有區(qū)域。然而可悲的是，情報中心卻缺乏經(jīng)驗豐富的情報分析員對這些來自第28偵察中隊的重要照片進行分析評估。因為按照美國海軍的輪換政策，1945年1月，剛剛在關(guān)島成立的高級情報中心抽走了聯(lián)合情報中心所有有經(jīng)驗的照片分析人員，這為美軍后來付出慘痛的代價埋下了伏筆。
盡管缺少有經(jīng)驗的情報分析員，太平洋地區(qū)聯(lián)合情報中心仍然于1945年1月10日推出硫磺島戰(zhàn)役情報報告。根據(jù)這份報告，硫磺島上共有13500名日軍。雖然航空偵察表明，從1944年秋季到這年初冬，日軍在這一地區(qū)大量集結(jié)，可是聯(lián)合情報中心的情報分析員仍然指出，“沒有跡象表明日軍守島部隊已經(jīng)得到了加強”。事實上，日軍自1944年馬里亞納群島失守后，便開始大力加強硫磺島的防御力量，截止1945年2月，日軍在硫磺島的陸軍約1．5萬余人，海軍約7000余人，共約2.3萬人，飛機30多架，以及大量的火炮等武器裝備。
通過審閱航空照片，聯(lián)合情報中心分析人員僅僅發(fā)現(xiàn)了硫磺島上日軍的105個主要武器配置點和119個重武器配置點。分析人員估計，在1945年1月，日軍在硫磺島上的武器裝備主要包括以下部分：超過39門口徑為75毫米或更大的火炮，24門口徑為70毫米的榴彈炮，18門口徑為81毫米到240毫米不等的迫擊炮，10門口徑為80毫米的岸防炮，超過54門高射炮以及其他33門各型防空武器，42至54門口徑為37毫米至47毫米的反坦克炮，6個火箭發(fā)射陣地和40輛坦克。
到了2月，海軍陸戰(zhàn)隊的情報使上述估計的數(shù)字增加了很多，但是與實際情況仍有相當大的差距。然而美軍仍然認為日軍防御能力的加強并沒有表明其已經(jīng)超出了聯(lián)合情報中心對硫磺島日軍防御能力的最初估計，因此，尼米茲上將和他的下屬都沒有意向改變美軍的攻擊計劃。事實上，日軍此時在硫磺島上已經(jīng)擁有了361門口徑為75毫米或更大的火炮，65門口徑為81毫米到240毫米不等的迫擊炮，33門口徑為80毫米的岸防炮，200多支口徑為20毫米至25毫米的高射機搶，67門口徑為37毫米至47毫米的反坦克炮，70具火箭筒和22輛坦克。此外，日軍還擁有94門口徑為75毫米或更大的高射炮。