太平洋战争爆发时，空中力量对比，一开始是向日本倾斜的。日本的军用飞机数多达2625架，而在太平洋方向，美国、英国、荷兰、澳大利亚等加起来，一共只有1290架飞机。这1290架飞机中还有半数被日本人的偷袭摧毁在地面上。不过，有当时世界最大的经济体、“反法西斯兵工厂”——美国在，盟军很快弥补了战斗损失，生产出了更多、性能也更好的战机。在1942年和1943年，美军通过中途岛海战和瓜岛拉锯战，逐渐消耗了日军海空力量。到1944年，盟军的战线开始向日本本土逼近。以战略轰炸为手段，直接打击日本本土，就成了可行的、快速击倒日本的手段。
对日战略轰炸的主角，是B-29重型轰炸机。这种4发重型轰炸机的性能超过了当时各国量产的任何一种轰炸机。最大起飞重量60吨、最大载弹量9吨，航程超过5000千米，是一个不折不够的炸弹卡车。它的最大飞行速度达到574千米/小时，已经超过了早期型号的“零”式战斗机。而且更可怕的是B-29安装的涡轮增压发动机——美国在二战期间的黑科技之一。
B-29的发动机正在进行维护
“零”式战斗机是自然吸气发动机，在3000米高度以上，因为空气越来越稀薄，发动机动力不足，飞机的航速和机动性都会下降。飞到6000米的高度，“零”式就已经是气喘吁吁，几乎不能做机动动作了。
但牲口一样的B-29因为采用了涡轮增压，空气在送入汽缸先经压缩，因此在高空飞行时的性能衰减相对较少。结果就是B-29D 实用升限达10200米，而它对城市等大面积区域轰炸时的标准投弹高度是9000米！
于是，在战争后期的对日轰炸中，就是这样一幅场景：“零”式起飞执行截击任务，慢慢爬升，6000米、7000米、8000米……差不多要用半个小时的时间，飞行员才终于可以抬头看见B-29机群了。
这时候，B-29上的12.7毫米自卫机枪打响了……
B-29因为飞机特大，因此有充裕的重量安装自卫武器。早期B-29装了5座双联装12.7毫米机枪塔和1座20毫米单管炮塔，在投入使用后，又继续加强自卫火力，最后都是带着十几挺机枪上天，光机枪弹就带1吨多。为了充分发挥机枪火力，B-29机群还采用严整的密集编队，以便在空中形成交叉火网。
密集编队的B-29开始统一投放炸弹
1944年6月，B-29机群首次造访日本，直接把日本陆航打成了懵逼。当时，不要说“零”式了，就连后续的Ki-61“飞燕”式战斗机、Ki-45川崎屠龙战斗机等，在B-29的“高度差轰炸”面前都束手无策。由于所以日军很难击落B-29，以至于最后发展了撞击作战。日本陆军航空队特地用坚固耐用的飞燕战机专门进行撞击战术。不过飞燕并不能在B-29的飞行高度持续飞行，一般只能跃升攻击。经过漫长的爬升、达到B-29的飞行高度之后，飞燕的动能只够进行1~2次撞击尝试，然后高度就掉下去了。另外一个问题，是撞击战术是在用生命做拦截，而战争末期，日本其实极度缺乏熟练的战斗机飞行员。
根据美军官方资料，从B-29参战到日本投降，在作战任务中损失的B-29为：
第20轰炸机司令部损失了80架，其中被战斗机击落22架，被高射炮击落7架，其他原因坠机51架。
第21轰炸机司令部损失了334架，其中被战斗机击落52架，被高射炮击落47架，被战斗机和高射炮共同击落19架，其他原因损失216架。
找不到机场，迫降时摔毁的B-29
因此，在对日战略轰炸中，B-29最大的麻烦既不是日军的高射炮也不是日军的战斗机，而是自己的故障。其中主要原因，是早期生产的B-29可靠性存在问题，以及导航误差导致飞机飞到没油迫降（这么大的飞机，迫降之后损坏严重，一般就报废了）。
1945年3月9日晚上，三百多架B-29首次以纵火战术空袭东京，将东京16平方英里的地区烧成平地，商业区63%被焚毁，失去18%的工业生产力。84000人于当晚葬身火海，一百万人无家可归，实际上已经超过了原子弹的威力——广岛原子弹爆炸，当天死亡人数也不过4万多人，长崎死亡人数为2.2万人。不过，投放原子弹只需要2架B-29，作战效率还是比几百架B-29用燃烧弹轰炸高得多。
原子弹在日本城市上空造出的蘑菇云
二战期间，盟军战机向日本本土投放了160800 吨炸弹和2枚原子弹。其中，海军战机投放了 6800 吨，其余为陆军航空队投放。而在陆航的轰炸行动中，除B-29 之外的陆航战机投弹总共 7000 吨，而 B-29 的投弹数量达 147000 吨！
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