日军在关岛建有三个机场，其中第三个机场尚未竣工。最初日军对关岛的防御并不重视，直到马绍尔群岛失守，日军才开始加强关岛的防御，日军对关岛的增援比塞班岛成功多了，大批援军和物资运上了关岛。
关岛的守军是陆军步兵第二十九师团、第四十八独立混成旅团、第十独立混成联队、第五十二高炮大队以及海军第五十四警备队，共两万余人，火炮二十余门，坦克四十余辆，由第二十九师团长高品彪中将统一指挥。第二十九师团原是关东军，训练有素，装备精良，战斗力较强。
尽管关岛在战前四十余年时间里是美国领土，但美军直到开始制定进攻关岛时才发现，相关资料非常粗略，而且对日军占领后的情况更是一无所知，所以不断以飞机进行航空摄影侦察。
美军原计划在1944年6月18日在关岛实施登陆，但通过塞班岛登陆作战，觉得登陆部队的兵力还要加强，而增援部队到达战场还需要一段时间，加上海军舰队也要全力对付日军机动舰队，所以斯普鲁恩斯于1944年7月8日决定登陆作战推迟到1944年7月21日，登陆部队除原来的海军陆战队第三师和暂编第一旅外，还增加了陆军第七十七师。七十七师原为总预备队，在珍珠港待命，接到参战命令后，于1944年7月上旬离开珍珠港，中旬到达埃尼威托克礁湖。关岛登陆仍由康诺利少将指挥的南部编队承担，该编队共有战列舰6艘、护航航母5艘、巡洋舰10艘、驱逐舰53艘、护卫舰2艘、登陆舰75艘、运输船21艘，加上扫雷、后勤等舰只，总计265艘。地面作战部队有陆战三师、陆战暂编一旅、步兵第七十七师，共约5.5万人。
美军对关岛的炮火准备早在1944年6月11日就已开始，岛上日机尽数被消灭，日军机场也遭到严重破坏而无法使用。1944年6月21日至1944年7月7日，美军又对关岛进行了几次舰炮轰击和飞机轰炸，鉴于塞班岛登陆前只实施了两天炮火准备，效果很不理想，使登陆部队遭到了巨大伤亡，因此美军对关岛大力加强了炮火准备，从1944年7月8日起，进行了持续十三天的猛烈炮击，发射406毫米炮弹和356毫米炮弹6258发、203毫米炮弹3862发、152毫米炮弹2430发、127毫米炮弹16214发，虽然日军利用美军推迟登陆的时间在美军可能登陆的滩头设置大量的障碍和水雷，并在岛上抢修了一些永备火力点和防御工事，但美军这次长时间的炮击严重破坏了日军的防御工事，几乎摧毁了日军暴露的全部火力点，效果比较显著。
从1944年7月16日起，美国海军第三、第四和第六水下爆破队连续三个晚上在将要登陆的滩头进行水下爆破，炸掉暗礁和障碍物，为登陆扫清了障碍。
1944年7月19日和1944年7月20日，美军所有担任舰炮火力支援的军舰对登陆地点阿加特和阿散两地进行了极为猛烈的炮击。
1944年7月20日，斯普鲁恩斯乘座旗舰“印第安纳波利斯”号重巡洋舰亲自到达关岛督战。