Việc ném bom hàng loạt với mục đích tiêu diệt dân thường và làm tê liệt ý chí phản kháng của đối phương là một chủ trương chiến lược của Mỹ và Anh trong Thế chiến II. Những chiến dịch như vậy được thực hiện còn nhằm mục đích "phá hủy tiềm năng công nghiệp", thường tập trung ở các thành phố lớn.
Khi ném bom rải thảm, Bộ Chỉ huy Đồng minh tìm cách đạt được hiệu quả của một "cơn bão lửa" mà bản chất của nó là một số đám cháy cục bộ hình thành trong vụ đánh bom hợp thành một đám cháy lớn và tự duy trì. Do lượng oxy bị đốt cháy dữ dội, một vùng chân không được hình thành ở trung tâm đám lửa và không khí ngoại vi của ngọn lửa bị hút vào đó; gió có thể tiếp sức tạo thành cơn cuồng phong.
Do nhiệt độ cao, bão lửa bám các vật thể và thiêu cháy chúng. Không thể dập tắt một cơn bão lửa loại này, nó chỉ dừng lại sau khi đốt cháy hoàn toàn các vật thể xung quanh. Không quân Mỹ và Anh đã thành công trong việc tạo ra một hiện tượng khí tượng thảm khốc như vậy ngày 28/7/1943, trong trận ném bom Hamburg (Đức). Chỉ trong một đêm, 21 km2 của trung tâm thành phố bị phá hủy, cướp đi sinh mạng hơn 40.000 người.
Cho đến năm 1944, người Mỹ vẫn chưa thể làm được điều tương tự trong việc ném bom Nhật Bản do khoảng cách quá xa các căn cứ Không quân Mỹ. Để có được tầm bay mong muốn, máy bay ném bom phải được trang bị thêm thùng dầu phụ và do đó giảm tải trọng bom. Tháng 8/1944, quân Mỹ chiếm được quần đảo Mariana và nhanh chóng chuyển các căn cứ tiền phương của các "pháo đài bay" B-29 đến đó.
Việc sử dụng các chiến thuật mới chống lại Nhật Bản bắt đầu với việc bổ nhiệm Tướng Curtis LeMay làm Tư lệnh Quân đoàn máy bay ném bom số 21 tại quần đảo Mariana vào tháng 1/1945. Theo hồi ký của Robert Mcanamara, Bộ trưởng Quốc phòng Mỹ dưới thời Tổng thống John F. Kennedy, LeMay đã ban hành một mệnh lệnh, trong đó ông ta đe dọa đưa ra tòa án binh những phi hành đoàn nào làm gián đoạn chuyến bay hay không bay đến mục tiêu ném bom.
Sau chiến tranh, LeMay thừa nhận rằng nếu quân Đồng minh bị đánh bại trong Thế chiến II, ông ta sẽ bị xét xử như một tội phạm chiến tranh, theo cùng một logic đã được sử dụng sau chiến tranh đối với một số nhà lãnh đạo quân sự Đức và Nhật Bản. LeMay nhận thấy rằng hầu hết các thành phố của Nhật Bản đều có các tòa nhà bằng gỗ, dễ cháy.
Trong cuộc không kích chống Nhật Bản, việc sử dụng các loại bom hạng nặng không mang lại hiệu quả như đánh bom các thành phố xây bằng đá của Đức. Ngược lại, việc sử dụng bom cháy, có khả năng gây ra hỏa hoạn lớn. Tổng cộng, từ tháng 2-8/1945, Curtis LeMay đã ra lệnh thực hiện 67 cuộc đột kích lớn vào các thành phố của Nhật Bản, không kể các vụ ném bom nguyên tử ở Hiroshima và Nagasaki (lệnh do đích thân Tổng thống Mỹ Harry Truman đưa ra).
Theo nhà sử học F.J. Bradley trong cuốn sách "Không còn mục tiêu chiến lược nào: Sự đóng góp của các vụ ném bom rải thảm vào cuối Thế chiến II", hơn nửa triệu dân thường đã trở thành nạn nhân trực tiếp của những chiến dịch trên. Số người chết lớn nhất trong một ngày (chính xác hơn là vào ban đêm) là trong cuộc không kích nhắm vào Tokyo.
Cho đến ngày 9/3/1945, Không quân Mỹ liên tục thực hiện các cuộc tập kích vào Tokyo, nhưng theo người Mỹ, kết quả còn chưa cao. Tối ngày 9/3, Không quân Mỹ đã bắt đầu chiến dịch “Nhà Cầu nguyện”. 1.665 tấn bom cháy và bom napalm đã được chất lên 334 "pháo đài bay" trên đảo Guam. Để các máy bay ném bom có thể mang được nhiều hàng hóa chết người hơn, một số vỏ giáp và pháo đã được gỡ bớt.
Đồng thời, với tốc độ bay thường, chúng phải bay ở độ cao thấp - từ 1,4-2,5 km - và thả bom sau mỗi 15 m, tức là khoảng 10 quả/giây. Tướng LeMay đã cố tình giảm sức mạnh phòng thủ của các "pháo đài bay" để đạt được thành công tối đa.
Ông chấp nhận rủi ro này vì hai lý do. Thứ nhất, một dàn máy bay ném bom vẫn cung cấp cho người Mỹ ưu thế áp đảo trên không, và hầu như tất cả các máy bay đều có thể thả bom ngay cả khi bị bắn hạ. Thứ hai, khả năng phòng không của Nhật Bản nhìn chung yếu, vì máy bay chiến đấu của Nhật Bản đã bị tổn thất nặng nề trong các trận chiến trên Thái Bình Dương.
Phi công Mỹ ngửi thấy mùi khét đặc biệt
Đêm 10/3, B-29 ném liên tiếp ba đợt bom xuống Tokyo. Trong số 334 "pháo đài bay", người Nhật chỉ bắn hạ được 14 chiếc. Ngay sau vụ ném bom, nhiều đám cháy nhỏ rải rác đã hợp thành một cơn bão lửa hoành hành khắp Tokyo trong nhiều ngày. Mọi người không thể trốn khỏi ngọn lửa. Tốc độ gió bị hút vào cơn lốc bốc lửa lên tới 80 m/s. Đường ray xe điện tan chảy trong lửa.
Số nạn nhân, theo số liệu chính thức của Mỹ, lên tới 83.000 người. Theo nhà sử học John Buckley, tác giả của “Sức mạnh Không quân trong Thời đại Chiến tranh Toàn diện”, tổng số người bị chết cháy và chết vì ngạt thở trong đám cháy, bao gồm cả những người chết vì bỏng và nhiễm độc trong vài ngày sau đó, vượt quá 100.000 người.
Số người chết trực tiếp do vụ tấn công nguyên tử ở Hiroshima, theo ước tính tối thiểu là 70.000 người, ở Nagasaki – 44.000 (chưa tính đến những người sau đó chết vì bức xạ phóng xạ). Vụ đánh bom gây tử vong nhất ở Châu Âu là vụ không kích Hamburg, sau đó là vụ không kích Dresden ngày 13/2/1945, theo số liệu chính thức hiện đại của chính phủ Đức, 25.000 người đã chết.
Còn tại thủ đô của Nhật Bản, 250.00 tòa nhà đã bị phá hủy. Thành phố bị cháy rụi hoàn toàn trên diện tích hơn 40 km2.
Vụ đánh bom Tokyo vẫn là vụ tàn khốc nhất trong lịch sử chiến tranh. Diện tích bị tàn phá tổng thể ở Tokyo nhỏ hơn ở Hiroshima hay Nagasaki, nhưng số nạn nhân cao hơn do mật độ dân số cao hơn ở thủ đô Nhật Bản. Như Buckley viết trong cuốn sách của mình, các phi hành đoàn của máy bay ném bom Mỹ tham gia cuộc đột kích và hành quân trong đợt cuối cùng, khi đám cháy bắt đầu, đã báo cáo rằng họ ngửi thấy mùi khét đặc biệt (do buồng lái không được niêm kín).