日軍在關島建有三個機場，其中第三個機場尚未竣工。最初日軍對關島的防禦並不重視，直到馬紹爾羣島失守，日軍纔開始加強關島的防禦，日軍對關島的增援比塞班島成功多了，大批援軍和物資運上了關島。
關島的守軍是陸軍步兵第二十九師團、第四十八獨立混成旅團、第十獨立混成聯隊、第五十二高炮大隊以及海軍第五十四警備隊，共兩萬餘人，火炮二十餘門，坦克四十餘輛，由第二十九師團長高品彪中將統一指揮。第二十九師團原是關東軍，訓練有素，裝備精良，戰鬥力較強。
儘管關島在戰前四十餘年時間裏是美國領土，但美軍直到開始制定進攻關島時才發現，相關資料非常粗略，而且對日軍佔領後的情況更是一無所知，所以不斷以飛機進行航空攝影偵察。
美軍原計劃在1944年6月18日在關島實施登陸，但通過塞班島登陸作戰，覺得登陸部隊的兵力還要加強，而增援部隊到達戰場還需要一段時間，加上海軍艦隊也要全力對付日軍機動艦隊，所以斯普魯恩斯於1944年7月8日決定登陸作戰推遲到1944年7月21日，登陸部隊除原來的海軍陸戰隊第三師和暫編第一旅外，還增加了陸軍第七十七師。七十七師原爲總預備隊，在珍珠港待命，接到參戰命令後，於1944年7月上旬離開珍珠港，中旬到達埃尼威托克礁湖。關島登陸仍由康諾利少將指揮的南部編隊承擔，該編隊共有戰列艦6艘、護航航母5艘、巡洋艦10艘、驅逐艦53艘、護衛艦2艘、登陸艦75艘、運輸船21艘，加上掃雷、後勤等艦隻，總計265艘。地面作戰部隊有陸戰三師、陸戰暫編一旅、步兵第七十七師，共約5.5萬人。
美軍對關島的炮火準備早在1944年6月11日就已開始，島上日機盡數被消滅，日軍機場也遭到嚴重破壞而無法使用。1944年6月21日至1944年7月7日，美軍又對關島進行了幾次艦炮轟擊和飛機轟炸，鑑於塞班島登陸前只實施了兩天炮火準備，效果很不理想，使登陸部隊遭到了巨大傷亡，因此美軍對關島大力加強了炮火準備，從1944年7月8日起，進行了持續十三天的猛烈炮擊，發射406毫米炮彈和356毫米炮彈6258發、203毫米炮彈3862發、152毫米炮彈2430發、127毫米炮彈16214發，雖然日軍利用美軍推遲登陸的時間在美軍可能登陸的灘頭設置大量的障礙和水雷，並在島上搶修了一些永備火力點和防禦工事，但美軍這次長時間的炮擊嚴重破壞了日軍的防禦工事，幾乎摧毀了日軍暴露的全部火力點，效果比較顯著。
從1944年7月16日起，美國海軍第三、第四和第六水下爆破隊連續三個晚上在將要登陸的灘頭進行水下爆破，炸掉暗礁和障礙物，爲登陸掃清了障礙。
1944年7月19日和1944年7月20日，美軍所有擔任艦炮火力支援的軍艦對登陸地點阿加特和阿散兩地進行了極爲猛烈的炮擊。
1944年7月20日，斯普魯恩斯乘座旗艦“印第安納波利斯”號重巡洋艦親自到達關島督戰。
