李梅將軍掌握着一支實力雄厚的B—29“超級空中堡壘”式轟炸機編隊。
這種飛機是當時最先進的轟炸機，體重60噸，能攜帶炸彈7噸多。時速達563公里，高度可達1萬多米，續航里程為6430公里。戰略轟炸日本本土，被盟軍認為是登陸日本本土前的重大步驟，是迫使日本投降的重要手段。
1944年11月24日，110架B—29飛機曾直撲東京，意欲進行一次白晝精確大轟炸。但那一次只有約30架飛機找到了轟炸目標，且轟炸的效果也大大令人失望，僅東京的一個飛機制造廠受到皮毛之傷。李梅自上任以來，曾先後派轟炸機對日本本土出擊了16次，傾瀉了5千噸炸彈，但沒有一個主要目標被消滅掉，美方卻損失慘重。
這次，李梅在深思熟慮之後，決定把價值4億美元的334架B—29飛機以及3千餘名官兵的生命，作孤注一擲：他決定派遣大批B—29飛機攜帶燃燒彈夜襲東京市，以求速戰速勝。
3月9日下午，334架B—29重型轟炸機在第314轟炸機聯隊隊長鮑爾准將率領下，從關島起飛。龐大的機羣掠過碧波萬傾的中太平洋海而，直撲東京！ 當機羣起飛後，坐鎮司令部的李梅將軍一直忐忑不安，如坐鍼氈。他把一切賭注都押在了深入龍潭虎穴逞神威的3千名空中勇士身上。儘管勇士們在出發前，都曾得到過如下不吉利的訓示：“如果你是B—29的空勤人員，如果你被打了下去，你就要預備承受日本人最粗暴的待遇，你生存的機會不多。” 東京的春夜，星月全無，夜闌靜寂。突然，天空中響起了轟降降的飛機引擎聲。空襲警報響了！日軍的照明彈劃破黑暗的夜空，防空炮火立刻兇猛地開了火。在明亮耀眼的桔紅色火焰中，有若千架低空飛行的美機的引擎被打壞了。高射炮火炸開了轟炸機薄薄的機身，火焰從油箱部位向外燃燒，黑暗的天空中便出現了許多小小的紅點，與下方交錯閃爍的彈道相輝映。
每架B—29飛機起碼載有24枚500磅的燃燒彈，每枚之中又有許多束8磅童的M69燃燒彈。這些燃燒彈搖曳着離開了炸彈艙，竄入夜幕中，高速墜向1700米下方的火海里。為避免造成不必要的傷亡，李梅指令此次空襲以單機進行而不是以編隊形式進行，因而美機各自為戰。
一架架B—29飛機在東京夜空中瘋狂地俯衝、爬升，彷彿完全失去了控制似的，此起波伏。從東京反衝上來的爆炸產生的強烈熱風衝擊着每一架B—29飛機，那60噸重的龐大軀體竟像颶風中的一張紙，在空中飄飄搖搖。
從高空俯瞰，下方閃閃的火光在躍動，東京變成一片流動的火海。
每架B—29飛機攜帶6—8噸燃燒彈，其燃燒面積可達65公畝（約合9.7市畝）。
334架B—29飛機對東京投下了2千餘噸燃燒彈。此時此刻，日本帝國首都的心臟地區烈焰熊熊，大火映紅了夜空。焚燒發出的劈啪聲，逃命者的呼喊聲，震撼夜空。整個東京變成了一座混亂恐怖令人無法想象的火的地獄。
櫛比鱗次的木製房屋更成了燃燒彈的用武之地。火借風勢，風助火威，東京居民驚惶失措，穿過熊熊大火四散奔逃。
後來參加這次空襲的鮑爾將軍回憶説：“我還從來沒有見過像東京那樣引人注目的場面。”這一場面，用日本人的話來説是“令人驚恐到了無法形容的地步”。
空襲中，有9架B—29飛機被擊落在火海里。飛機上的汽油和燃燒彈，更加給焚燒的城市增添了色彩。有5架B—29飛機身負重傷，勉強飛離東京迫降在海面上。42架B—29飛機負傷，但安然飛返了基地。
夜間火攻東京，對美軍來説，是一次蔚為壯觀的史詩般的成就。對日本人來説，則是無法想象的災難。“李梅的賭博”成功之後，根據所柏攝的偵察照片，顯示出東京約41平方公里的土地被焚燒得蕩然無存；東京的四分之一被夷為平地，其中18％是工業區，63％是商業區，其它是住宅區的精華。
李梅計劃要轟炸的22個工業目標，全部被焚燬，化成一片灰燼。26萬7千多幢建築物付之一炬，100萬人無家可歸，83793人被燒死，10萬人被燒成重傷。日本平民百姓為日本法西斯所發動的侵略戰爭付出的代價是慘重的。
火災之後，用了25天時間，才把碎磚破瓦清除乾淨。
鮑爾將軍後來説道：“3月9日火攻東京，是戰史上單獨一次轟炸造成最大損害的一個戰例，它比原子彈轟炸廣島、長崎的損害之總和還要大，在世界戰史上，這次火攻比任何一次軍事行動都造成了更多的傷亡。” 火攻東京之後不到30小時，317架B—29飛機又夜襲名古屋，使該市的飛機制造中心隨即化為一團火焰。13日，擁有300萬人口的日本第二大城市大阪，也遭到了300架B—29飛機的轟炸，1700噸的燃燒彈白天而降，約20.7平方公里市區在3小時內被焚燬。3月16日，美機又轟炸神户，神户的造船中心在烈焰中化為烏有。
這次史無前例的從空中轟炸火攻東京和其他日本本土，意味着美軍可以從空中征服日本，而不致於冒登陸作戰所必然造成的大量傷亡的危險。空襲結果，無疑縮小了通向勝利的征程。日本人在談論火攻的戰略效果時，直言不諱地説：“這些空襲動搖了這個國家的根本基礎。” 自三月份大規模火攻東京等城市之後，美機在4、5、6月間又大舉空襲日本各大中小城市。4月13日，皇宮與宮殿一部分被焚燒，明治神宮則化為烏有。7月4日，美軍宣佈，截至當日上，日本已遭到美機10萬噸炸彈的轟炸。如果日軍繼續抵抗，它將遭到的不僅僅是10萬噸炸彈，2400架俯衝轟炸機的轟炸，而是3000架B—29“超級空中堡壘”式重型轟炸機的轟炸。
但是，日本法西斯不見棺材不落淚，他們自恃已經在本土拼湊了720萬人的軍隊，並叫嚷“一億玉碎”，企圖進行本土決戰，作最後的掙扎。日本首相鈴木貫太郎發表談話，竟然叫囂：“不予理睬，只有完成戰爭。” 東京日軍大本營海軍部獨出心裁，計劃派遣300名特別陸戰隊隊員，搭乘“神風特攻”機30架，於7月下旬趁月明之夜，對馬里亞納美B—29式飛機基地實施空降部隊敢死白刃戰，一舉搗毀B—29式飛機的大本營。豈知正當日本人在密謀策劃，秣兵厲馬之際，7月14日突遭美機動部隊空襲，機毀人亡。挖空心思設想的毒計，毀於襁褓之中。
在美軍大轟炸中，東京市民爭相逃離出城。李梅將軍又派美機投下警告性的傳單，把他下一步要轟炸的目標事先告知日本國民，這就更加使他們驚恐萬分。僅東京就有上百萬人逃往農村，工廠工人的出勤率不到以前的一半。
日本的戰時經濟已經到了山窮水盡的地步。東京與本土各地的陸、海、空交通幾乎接近癱瘓。
從7月27日到8月1日，盟軍飛機在東京和各大城市上空，散發了150萬張敦促日本無條件投降的中美英三國《波茨坦公告》。傳單還對日本國民發出警告，説他們將要受到猛烈的空中轟炸。警告之後就是一次常規炸彈的猛烈襲擊。但是，無任何跡象表明日本政府要接受《波茨坦公告》。這樣，美國政府便按照原定計劃對日本使用了原子彈。