維基
美軍開始執行“火牛”轟炸行動，派出334架B-29轟炸機從馬裏亞納群島出發，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，燃燒麵積可達6,500平方米。為避免己方不必要的傷亡，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毀，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，83,000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。
火攻東京後不到30小時，317架B-29轟炸機又夜襲名古屋，摧毀了該市的飛機製造中心。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1,700噸燃燒彈，約20.7平方千米的市區在3小時內焚毀。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毀，但僅造成7,000餘人死傷。連月來轟炸使東京有一半的建築物被摧毀。 美軍宣布截止到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，也能打擊日本國民的士氣。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。
