二战中，美国除了对日本的原子弹轰炸外，还有一次对日本本土的轰炸，其威力不亚于原子弹，那就是东京大轰炸。相比较两次原子弹轰炸，东京大轰炸并不为中国人所了解，但对日本而言，却与两次原子弹爆炸一样深刻。
早在1941年日本偷袭珍珠港后，美国为了报复日本，就一直没放弃过对日本本土的轰炸计划。但在B-29轰炸机正式投付战场之前的几年，历次轰炸都收效甚微。
美军首次使用B-29的袭击是在1944年6月，当时47架B-29从成都起飞，轰炸位于日本九州的八幡钢铁厂。但是，47架飞机中，有4架坠毁，有6架因机件问题在途中弃置所带的炸弹，有一架被击落，其余的大多只轰炸了次要的目标，并未对日本造成太大的破坏。
1944年底，美国将在德国战场取得一系列骄人战绩，刚刚晋升少将的柯蒂斯·李梅调到了太平洋战区，目标直指日本。
这位二战公认的战争天才，很快发现日本和德国军工生产的不同之处，日本的军工制造先是由分散在居民区的小作坊生产零部件，再送进大工厂实施组装，对于日本星罗棋布的小作坊根本无法奏效。
更重要的是，李梅发现日本城市设计有明显的缺点，房屋密集且多为木质结构，消防能力差。此外，日军的夜间防空能力也十分薄弱。
于是，李梅改变了在欧洲战场使用的轰炸战术：他命令B-29卸下除尾炮以外的所有武器，全部携带燃烧弹，B-29的载弹量因此由原来的3吨增加到7吨以上。李梅在战前动员时，他告诉执飞的士兵们：“我们要烧掉那些木板做的日本城市！让我们放一个日本人从未听过的大鞭炮！”
1945年3月9日夜间至3月10日凌晨，美军集结334架横空出世的B-29轰炸机，每架飞机携带六至八吨燃烧弹，对东京实施战略轰炸。B-29机群的两架导航机率先撕开了东京平静的夜空，两串凝固汽油弹交叉落下，迅速燃烧的十字形状，为之后的飞机提供了投弹坐标。
之后，逾2000吨燃烧弹倾泻而下，木制的东京很快被火光吞噬。大火摧毁了东京63%的商业区和20%的工业区，26万7千多幢建筑付之一炬，东京约有四分之一被夷為平地，计划中的22个兵工厂全部摧毁，摧毁程度远远超过了之前历次所有轰炸的总和。
据当时日本政府统计，在当晚的轰炸中有约10万人被烧死(另一种说法是8万人)，另有10万人被不同程度烧伤，超百万人无家可归。大火之后，日本政府花了25天，才将烧焦的尸体清除完毕。
3月9日的轰炸可能是人类历史上最具破坏性的非核武空袭，这比二次大战中任何一次军事行动都造成了更多的伤亡，破坏力可以和后来的原爆相比。
3月10日以后，李梅又指挥B-29轰炸机部队继续对东京以及名古屋、大阪、神户等大城市进行了持续达3个月之久的燃烧弹轰炸，使其遭受了毁灭性破坏。至6月中旬，李梅又将燃烧弹轰炸范围扩大到其他中小城市和交通线。烈火燃遍了整个日本。
历史上将这次作战行动称为“李梅火攻”。事实也证明，李梅的战略是奏效的，轰炸东京及其他城市使日本战时经济陷入瘫痪，也太大削弱了日本军国主义的士气。日本前首相近卫文麿也曾指出，东京大轰炸使日本开始考虑停战。