過程
塔拉瓦位於在馬金島以南約185公里，是一個三角形的珊瑚環礁，中間是礁湖，東、南兩邊分別約長33公里和22公里，西邊是一連串的珊瑚島礁，西邊則是連綿不斷的暗礁，中間有通往礁湖的深水水道，在南面最西邊的島礁——比託島(也有翻譯成“貝蒂歐”島)，該島一條長4500米的長堤一直通往礁湖，全島長3700米，寬從450米到540米不等，面積約1.18平方公里，是日軍在塔拉瓦島最重要的防禦核心島嶼，在島中部築有機場，機場跑道長1400米，寬60米，是日軍在在該羣島唯一的轟炸機機場。日軍在比託島經過十五個月的努力修築完備的防禦體系，守軍是柴崎少將親自指揮的4000餘人，而且大多是日本海軍陸戰隊中的精銳之師。
美軍在塔拉瓦島登陸的是海軍陸戰隊第2師，該師曾在瓜達爾卡納爾島經受過戰火考驗。瓜島戰役結束後，轉到新西蘭休整長達七個月。
11月19日15時，登陸編隊到達塔拉瓦島東南海域，登陸編隊司令希爾少將召集隨軍記者舉行記者招待會，聲稱將要把塔拉瓦島從地圖上一舉抹掉，言下之意登陸部隊遭遇的抵抗將會很微弱，登陸將會十分輕鬆，一旁的陸戰2師師長史密斯少將隨即插嘴補充：“請記住，當海軍陸戰隊隊員與敵人短兵相接時，唯一的盔甲是身上的卡嘰布軍裝!”日落前，登陸編隊所有軍艦在塔拉瓦島東南海域集合完畢，一起向登陸地域進發。
11月20日凌晨4時，各登陸運輸艦開始放下小型登陸工具。5時零5分，“馬里蘭”號戰列艦彈射艦載校射飛機，彈射起飛的火光被日軍發現，日軍海岸炮隨即開始射擊，希爾立即下令還擊，猛烈的炮火將比託島幾乎全部籠罩，但日軍的海岸炮還在不斷射擊，而且越來越準，希爾只得指揮軍艦轉移陣位。5時45分，不知什麼原因艦載機並沒有按計劃準時飛來，由於指揮登陸的旗艦“馬里蘭”號戰列艦通信設備在進行了兩次主炮齊射後由於產生的震動失靈了。6時15分，從航母上起飛的艦載機終於來到了，由於美軍進行艦炮射擊時使用的都是爆破彈，此時比託島上已經濃煙滾滾，飛行員根本看不清地面目標，因此艦載機的對地攻擊只進行了短短七分鐘就匆匆結束。艦炮火力準備繼續進行，在兩個多小時的艦炮準備中，美軍共發射了3000多發炮彈，小小的比託島幾乎每平方米都承受了一噸的炮彈，在這樣猛烈的炮火下島上似乎不可能再有生物存活，但美軍大大高估了炮火準備的效果，日軍大多數工事特別是火炮掩體都深埋在地下，炮彈只有使用延時引信才能摧毀。美軍缺乏對岸上點狀目標射擊的經驗，速度太快，以致炮彈爆炸的煙霧遮掩了目標，但實際效果並不理想。如此大規模火力準備的唯一成效就是將日軍其指揮部與各部隊之間的通信線路全部炸斷。
美軍在實施艦炮火力準備的同時，掃雷艦開始清掃並標示出安全進入礁湖的航道，引導登陸艦也駛入礁湖。6時19分，由於日軍海岸炮仍在射擊，登陸艦退到日軍海岸炮射程之外待命。
陸戰2師於7時零7分完成換乘，先到達距出發線6400米的集合區，整頓隊形後再以六分鐘的間隔向5500米外代號“紅一”、“紅二”和“紅三”的三個灘頭衝擊，3個營登陸部隊總指揮是陸戰2團團長肖普上校。
由於負責標示航道掃雷艦在作業時因與日軍海岸炮進行炮戰，所以標定出的航道偏西，加大了兩棲車到達集合區的距離。而兩棲車的駕駛員都是新手，訓練還不充分，航行速度比預定計劃要慢，直到8時25分，兩棲車纔到達出發線，比計劃整整晚了四十分鐘，預定登陸時間從8時30分推遲到8時45分，後又再推遲到9時。因此美軍艦炮曾於8時35分開始向縱深延伸射擊，後又重新轟擊海灘，8時55分纔再次向縱深延伸射擊，而此時，海軍的一架觀察聯絡飛機發現兩棲車無法在9時突擊搶灘，便向旗艦“馬里蘭”號戰列艦報告，可是“馬里蘭”號的通信設備已經失靈，致使一切仍在按照9時登陸的計劃實施，9時艦載機飛臨灘頭，實施航空火力掩護，但由於地面上煙霧瀰漫，飛行員無法看清目標，對地攻擊效果極差，當美軍飛機結束攻擊時，艦炮火力已向縱深延伸，灘頭上出現了長達23分鐘的火力間歇!這段時間已足以讓日軍從隱蔽部進入防禦工事了。兩棲車在接近灘頭時遭到了日軍火力的迎頭痛擊!大多數兩棲車中彈，失去機動能力，只有少數得以上岸，海灘上到處是燃燒的兩棲車和死傷的士兵。好不容易衝上岸的陸戰隊員都被日軍火力壓制在海灘上大堤下，無法前進。第四、第五波是載有登陸兵、坦克和火炮的機械化登陸艇和車輛人員登陸艇，由於吃水比兩棲車深，當時又正值退潮，無法越過珊瑚礁，海灘上急需支援，便將所運載的M4“謝爾曼”式坦克放下水進行涉渡，結果有的坦克發動機進水而失靈，只有7輛駛上海灘，其中3輛因灘頭上到處是傷員而無法行動;有3輛被日軍炮火和地雷擊毀，還有1輛則陷在彈坑裏動彈不得。登陸士兵由前三個登陸波的兩棲車返回來接運到淺水區，再要迎着日軍的槍林彈雨通過700米齊胸深的淺水區，由於前三個波次的兩棲車所剩不多，所以大部分人還滯留在珊瑚礁上。運載火炮的登陸艇無法卸載，只得後撤，等待漲潮。
陸戰2團團長肖普上校原是陸戰2師的作戰科長，剛在一星期前接替在演習中受傷的原2團團長，由於他參與制定了塔拉瓦島的登陸計劃，因此他對該島的地形、防禦等情況都非常熟悉，這對於陸戰2團是不幸中的萬幸。10時30分，他終於找到了一部能用的電臺，立即命令團預備隊第1營從紅一灘上岸。但直到中午過後，才與陸戰2師師長史密斯取得聯繫。此時，登陸的美軍只佔領了縱深數米的灘頭，而傷亡已經超過20%。希爾早已通過觀察飛機知道海灘上情況不妙，接到肖普的報告一面命令艦炮繼續猛烈射擊爲海灘上的部隊提供炮火掩護，一面投入師預備隊，同時向第5兩棲部隊司令特納報告，請求調總預備隊來增援。
此時，塔拉瓦之戰幾乎已經到了失敗的邊緣——滿載後續部隊和重武器的登陸艇大部分被阻在珊瑚礁上，其餘的只好在珊瑚礁外水域等待漲潮;海灘上的部隊被日軍的火力壓得無法前進，所剩無幾的兩棲車來回奔波，運上補給撤下傷員。就在這樣的關鍵時刻，陸戰2師充分發揚了海軍陸戰隊所特有的戰鬥作風，下級軍官、軍士和士兵主動組織起來，拼死衝鋒。紅三灘頭，霍金斯中尉率領34名戰士，用炸藥包、刺刀、鐵鍬，一步一步向前推進了300米，佔領了灘頭東側一段長堤，取得了能展開炮兵的一塊地方，炮兵立即將75毫米榴彈炮拆開，再把一塊塊部件運上灘頭，組裝起來，然後爲部隊提供炮火支援。霍金斯中尉在戰鬥中犧牲，爲表彰他的英勇，美軍將比託島的機場命名爲霍金斯機場。肖普團長深知連接紅二灘和紅三灘之間棧橋的重要性，接連組織了五次攻擊，最終在32架艦載機的支援下，才奪取了棧橋。海空軍竭盡全力爲登陸部隊提供支援，4艘驅逐艦始終停在礁湖裏，隨時根據召喚進行支援，航空母艦艦載機提供航空火力支援，至日落前先後進行了32次攻擊。至日落時分，美軍有5000人上岸，傷亡也超過了1500人。在海灘的西部佔領了正面140米，縱深450米的登陸場，東部則控制了正面600米，縱深270米的灘頭。夜間日軍只有一些小規模的襲擾，均被美軍輕易擊退。美軍的猛烈炮火轟擊將其通信系統徹底破壞了，日軍無法恢復通信，因而柴崎無法組織起大規模反擊。
11月21日，經過一夜補充的美軍全力向前推進，擴大登陸場。午後，潮汐高潮終於到來了，重武器和坦克在紅一灘和紅三灘上岸，總預備隊的陸戰6團的兩個營則在比託島西側新開闢的登陸點代號爲“綠灘”的海灘登陸，隨即消滅了日軍對美軍軍艦威脅最大的203毫米海岸炮，巡洋艦、驅逐艦駛入礁湖，在岸上火力控制組的指揮下，以越來越準確和猛烈的炮火掩護地面部隊推進。陸戰6團的另一個營則佔領了比託島以東的拜裏倉島礁，設立了105毫米火炮陣地，支援比託島上的戰鬥。美軍開始佔據上風。但日軍仍在負隅頑抗，陸戰2師士兵們自行組成戰鬥小組，用火焰噴射器和炸藥包，一個一個解決日軍的火力點，至日落前，已有部隊推進到比託島的南岸。日軍在美軍猛烈火力下死傷慘重，柴崎率指揮部成員向附近坑道轉移時被美軍炮火擊斃。傍晚，陸戰2師參謀長埃德森上校上島，統一指揮島上所有部隊的戰鬥，日軍由於指揮官柴崎少將陣亡，失去了統一的指揮，因而當晚沒有發動大規模的夜間反擊。
11月22日，美軍以灘頭爲基點，對殘餘日軍實施夾擊，並向中部的機場發動突擊。塔拉瓦島的勝負已成定局，但日軍的抵抗仍在繼續。黃昏，陸戰2師師長史密斯少將上島，在灘頭開設了師指揮所。
11月23日凌晨，被壓縮在島東部狹長地帶的日軍殘部，連續發動了三次大規模的自殺性衝鋒，儘管對戰局已毫無作用，卻給美軍造成了巨大的人員傷亡和心理恐慌，5時許，日軍的反擊終告平息。中午過後，美軍突破了日軍的最後陣地，全殲了守軍。陸戰2師師長史密斯於13時12分宣佈，全部佔領比託島。
死傷
此役，日軍4000餘守備部隊，除146人被俘外，其餘全部戰死，被俘的人員中129人是朝鮮籍的工程兵。美軍失蹤陣亡1013人，傷2072人，其中海軍陸戰隊死984人，傷2001人。
戰後
美軍攻佔比託島後，於11月24日佔領了比託島東面的埃塔島。29日佔領阿布裏基島，消滅島上160名日軍。至此，美軍控制了塔拉瓦全部。
11月24日，第5兩棲軍軍長霍蘭·史密斯少將登上比託島，面對剛剛經受過殘酷戰火洗禮的景象，這位久經戰陣的將軍大爲震驚，他說：“我想象不出他們是如何攻佔這個島嶼的，這是我見到過的防禦最完備的島嶼!”。隨後他命人在兩棵被炮火削禿的椰樹上升起了英國的米字旗和美國的星條旗，因爲吉爾伯特羣島戰前是英國的殖民地。
11月27日，尼米茲親臨塔拉瓦視察，併爲有功的將士授勳。當時大量的死屍還來不及掩埋，空氣中瀰漫着屍體的惡臭，尼米茲感慨地說：“我從未見到過如此猙獰的戰場!”他發現有很多日軍的工事還沒被猛烈炮火所摧毀，便命令太平洋艦隊立即組織有關人員前來研究分析，從中總結經驗教訓。
經驗
11月30日，特納向尼米茲提交了題爲《塔拉瓦的教訓》的報告，陳述了一系列經驗：對於堅固設防的島嶼，光憑几小時的海空火力準備是遠遠不夠的，有條件的話，應先奪取附近小島，配置地面火炮，進行炮火支援;對於有珊瑚障礙的島嶼，必須準備足夠數量的兩棲車或吃水較淺的登陸艇;在登陸部隊搶灘上陸的時候，海軍必須實施抵近射擊，以進行有效地火力掩護;爲保障作戰指揮的順利實施，必須要建造專用的登陸指揮艦等。不久根據尼米茲的指示，美軍在夏威夷的卡胡拉瓦島，完全按照比託島的情況，修建了完備的防禦工事，然後組織軍艦進行射擊，終於發現要摧毀這樣堅固的工事，只有慢速精確射擊，併發射大口徑延時引信炮彈才能奏效。
由於美軍在塔拉瓦的巨大傷亡，塔拉瓦之戰美軍所獲取的經驗，對於以後的登陸戰，具有極其重要的價值和意義，正如尼米茲所說，即使不在塔拉瓦取得上述經驗，也不免要用同樣的甚至更大的代價，在其他地方去獲取。因此，塔拉瓦島戰鬥被美國海軍戰史學家莫里遜少將形象地譽爲“勝利的搖籃”。
