東京大轟炸的前期行動：精準轟炸效果並不明顯
早在1941年的珍珠港事件後，美國的吉米·杜立特中校曾派出16架B-25中型轟炸機襲擊日本的東京、橫濱、名古屋和神戶的油庫、工廠和軍事設施。但這次攻擊主要上是象徵性的任務。
然而，當美國成功發展B-29轟炸機後，美軍便有能力對日本作出有實質作用的戰略轟炸。B-29轟炸機的時速達563千米，飛行高度超過1萬米，續航里程為6430千米。打擊距離達到2,400千米，並能攜帶9,000公斤的炸彈。當時軸心國的戰鬥機除Me-262和橘花(Me-262日本型，未服役)都不能達到此高度，即使達到也追不上它們的速度。
美軍的首輪使用B-29的襲擊是在1944年6月15日，47架B-29從成都起飛，轟炸位於日本九州的八幡鋼鐵廠。但這次攻擊並沒有造成太大的破壞，68架飛機中，只有47架命中目標，有4架未能起飛，有4架墜毀，有6架因機件問題要在途中棄置所帶的炸彈，有一架被擊落，其餘的大多只轟炸了次要的目標。
首次來自南方的襲擊是1944年的11月24日，美軍派出88架轟炸機空襲東京，意欲進行一次白天的精準轟炸。飛機在10,000米高空投彈，結果只有約30架飛機找到了轟炸目標，約10%命中預定目標，只有一個飛機製造廠受了輕傷。
當時美軍並未攻佔馬裡亞納群島、硫磺島等軍事基地，如果由中國出發則會有補給問題，而且距離也太遠，由中國起飛的B-29必須減少載彈量以運載燃料，故此B-29在中國的日子裡，只對日本發動了有限的攻擊。直到尼米玆海軍上將的跳島戰術攻佔了一些接近日本的島嶼後，美軍第20航空隊被編配到第21轟炸師，並開始籌備對日本本州的大規模轟炸。
美軍在歐洲曾使用日間精確轟炸戰術，但因日本的天氣並不適合此戰術，最終美軍決定在夜間進行地毯式燃燒彈轟炸，派出轟炸機在1,500-2000米的高度轟炸日本的大城市。美軍的戰略轟炸造成的傷亡比後來的原子彈攻擊還要多。