硫磺島的守備部隊在殊死抵抗的同時，日本海軍聯合艦隊由于主要的水面艦只在菲律賓萊特灣海戰中損失殆盡，殘余軍艦因為燃料不足，也無力組織救援。能夠出動增援的就只有岸基航空兵和潛艇部隊了，但岸基航空兵的第一、第二航空艦隊基本喪失了戰斗力，第三航空艦隊還在訓練中，而且是準備在本土保衛戰中使用，因此，日軍大本營決定盡量避免損失，只以少量飛機和潛艇實施“特攻作戰”，以最小代價換取最大戰果。

2月19日，日軍在香取基地成立了以自殺飛機為主體的“第二御盾特別攻擊隊”，專門擔負特攻使命。

2月21日，這支特攻隊轉場至八丈島，于中午加油完畢，分批出擊。十七時許，第一攻擊波的6架自殺飛機飛臨美軍在硫磺島西北35海里正準備執行夜間空中巡邏任務的“薩拉托加”號航母上空，日機隨即展開攻擊，有4架被擊落，另2架接連撞上這艘航母，使該艦受傷起火，所幸傷勢不重。十八時五十分，“薩拉托加”號的水兵剛把艦上的大火撲滅，日軍第二攻擊波5架自殺飛機就接踵而至，前4架均被擊落，第五架雖被擊傷，仍一頭撞上“薩拉托加”號，在航母甲板上翻滾著落入海中，給母艦造成了多處創傷，被毀飛機42架，艦員陣亡123人，傷192人。只是因為艦上損管人員搶修得力才幸免沉沒，終因傷勢太重而奉命撤出戰場，隨即回國進塢大修，直到戰爭結束再未能參戰。

與此同時，日軍的自殺飛機還攻擊了硫磺島以東的美艦，一架日機撞上了“俾斯麥海”號護航航母的后升降機，并在機庫里爆炸，立即引爆了機庫里的飛機，大火迅速蔓延，很快波及到了彈藥艙，引發了大爆炸，艦長見無法挽回，只得下令棄艦。該艦燃燒了足足三小時，才沉入海中。艦上水兵傷亡約350人。被日軍自殺飛機擊傷的還有“隆加角”號護航航母、477號和809號坦克登陸艦、“基厄卡克”號運輸船。

日軍除組織自殺飛機的攻擊外，還以潛艇實施特攻作戰。2月19日，日軍以伊—368、伊—370、伊—44各攜帶五條、五條和四條人操魚雷，組成代號為“千草”的特攻隊，于2月20日、21日、22日分別從瀨戶內海的大津島潛艇基地出發，前往攻擊硫磺島海域的美軍艦隊。

2月23日，又命令16日從吳港出發原定前往琉球群島活動的呂—43號潛艇改往硫磺島攻擊美艦。

2月26日，到達硫磺島海域的伊—368號和呂—43號被美軍艦載機擊沉，伊—368號則被美軍的驅逐艦擊沉。伊—44號多次向美艦接近，都受到美軍反潛艦只的有力壓制，無法占據人操魚雷的出發陣位，只好返航，回日本后艇長因未完成任務而被撤職。

2月28日，日軍又以伊—58號和伊—36號潛艇各攜帶四條人操魚雷組成代號為“神武”的特攻隊，分別于3月1日和2日從吳港出發，但到了3月6日，日軍統帥部見硫磺島大勢已去，這才命令在硫磺島海域活動的潛艇全部撤出。

硫磺島戰役，日軍守備部隊陣亡22305人，被俘1083人，共計23388人。日軍其他損失為飛機90余架，潛艇三艘。

美軍從2月19日至3月26日，陣亡6821人（其中陸戰隊陣亡5324人），傷21865人，傷亡共計28686人。美日雙方傷亡比為1.23 ：1。

美軍登陸部隊傷亡人數占總人數的30%，陸戰三師的戰斗部隊傷亡60%，而陸戰四師、五師戰斗部隊的傷亡更是高達75%，第五兩棲軍幾乎失去了戰斗力。此次戰役中，海軍陸戰隊的傷亡之高也是其在太平洋戰爭中絕無僅有的，戰后，尼米茲對參加過硫磺島戰役的陸戰隊員給予了高度的贊揚：“在硫磺島作戰的美國人，非凡的勇敢是他們共同的特點！”

美軍還有一艘護航航母被擊沉，航母、登陸兵運輸艦、快速運輸艦、中型登陸艦、掃雷艦、運輸船各一艘、坦克登陸艦兩艘被擊傷。

美軍為攻占硫磺島所付出的人員傷亡比日軍還多，這是太平洋戰爭中，登陸一方的傷亡超過抗登陸方的唯一戰例，日軍在失去海空支援，又沒有增援補給的情況下，以地面部隊憑借堅固而隱蔽的工事，采取正確的戰術，進行了頑強的抵抗，使美軍原計劃五天攻占的彈丸小島，足足打了三十六天，并付出了慘重的人員傷亡。美軍在此次作戰中唯一閃光之處就是艦炮支援比較得力，共發射各種口徑炮彈30余萬，計1.4萬噸，取得了較好的效果，有力支援了登陸部隊的作戰。

但美軍的巨大代價很快就得到回報，當美軍登陸后，工兵部隊就上島搶修擴建機場，至4月20日，上島的工兵部隊已有7600人，將一號機場跑道擴建為3000米，二號機場的跑道擴建為2100米，不僅進駐了戰斗機部隊，還成為美軍B—29轟炸機的應急備降機場。美軍戰斗機部隊進駐硫磺島后，其作戰半徑就覆蓋了日本本土，能有效掩護轟炸機對日本本土的戰略轟炸，使對日轟炸愈加頻繁和激烈，并將轟炸效果提高了一倍以上，大大加速了日本的崩潰。硫磺島上應急備降場至戰爭結束，累計共有2.4萬架次受傷或耗盡燃料的B—29在此緊急降落，從而挽救了這些飛機上2.7萬名空勤人員。

硫磺島，不僅使美軍獲得了轟炸日本本土的重要基地，還打開了直接攻擊日本本土的通道。

而美軍在硫磺島的慘重傷亡，也使美軍的高層意識到如果進攻日本本土，一定會遇到比在硫磺島更頑強的抵抗，美軍的傷亡將會更慘重，因此，日后美國對日本使用原子彈，很大程度上是出于擔心在日本本土登陸將會遭到硫磺島那樣的巨大傷亡。（來源：星島日報）