特纳在塞班岛战役后疲惫不堪，认为这次战斗需要更多的兵力。但盖格和康诺利认为推迟登陆会对部队士气造成影响，“他们已经在海上漂泊了几个星期，”康诺利说，“到时候让部队再次回归正轨将会很难。”另外台风季节即将来临，美国人必须加快节奏。
（正文）
相对塞班岛和提尼安岛来说，日军关岛守备部队弱于前者，强于后者。地面部队包括高品彪中将的第二十九师团主力（缺绪方敬志大佐的第五十联队主力，该部在提尼安岛被美军北部战斗群歼灭），重松洁少将的独立混成第四十八旅团，片冈一郎大佐的独立混成第十联队主力（其第一大队驻罗塔岛），野战高射炮第五十二大队及海军第五十四警备队等，总计约18500人，由高品中将统一指挥。
日军同样将第一防御重点放在了阿散湾，由独立混成第四十八旅团及步兵第十八联队残部防守。另外在阿加特湾正面，部署有末长常太郎大佐的第三十八联队，这是一支参加过南京大屠杀的野兽部队。奥罗特半岛10多公里长的海岸线很难防守，这里海军的2000名士兵把守，他们中很多人是没了飞机的海军航空兵。
如前所述，美军发起塞班岛作战时，第三十一军司令官小畑中将及副参谋长田村义富少将正在帕劳，后来在东条的催促下辗转来到关岛。塞班暂时回不去了，小畑只好在这里安身。军司令部大部分成员留给了井桁，小畑抽调部分人员仓促组建了临时军司令部。虽然小畑将岛上防御交给高品全权负责，但在他的监督下，岛上还是新添了不少还算坚固的防御工事。岛上主要武备包括200毫米岸防炮19门、150毫米火炮8门、127毫米火炮22门和大量防空炮。这些装备大部分部署在港口和机场附近。
6月21日至7月7日期间，美军对关岛进行了多轮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，效果极不理想，登陆部队因此付出重大伤亡，美军加大了对关岛的炮火准备。“我的目标是使部队攻上岸并站住脚，”康诺利向盖格保证说，“你只要告诉我为实现这一目标需要我们干什么，我们就会照办。”从7月8日开始，美军进行了持续十三天的炮击，共发射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。舰载机对关岛的轰炸达到了5500架次。虽然日军利用美军推迟登陆的时间，在敌人可能登陆的滩头设置了大量障碍物和水雷，还抢修了一些永备火力点和防御工事，但美军长时间的炮击和轰炸严重破坏了日军的防御体系，几乎摧毁了日军暴露的全部火力点。“在这个岛上，你走到哪里，美国人的炮弹就会跟到哪里。”一名日军士兵在日记中这样写道。
7月21日，由56000名陆战队员和陆军士兵组成的登陆部队来到了关岛外海，准备对这片被日本人夺取的美国领土发起进攻。在此后一段时间了里，美国人一直带着复仇心理作战。康诺利少将深受陆战队爱戴。在海军中，只要一名将领坚持要把火力支援舰开到距岸尽可能近的距离开火，他就一定会受人拥戴。“近战能手”这一雅称就是陆战队员们送给康诺利的。第五两栖部队作战处长罗伯特·霍姆伯格上校如此称赞康诺利，“他是我遇到的最优秀的两栖作战指挥官之一，拥有特纳的所有优点，却没他身上的坏毛病。他是一位非常出色、强大和能干的人物，而且善于倾听别人的意见。他会把陆战队员们请过来，与他们一起讨论作战方案。他也会把我请过去，跟我一起坐在桌子旁边讨论数个小时，向我提问。然后他穿上野战靴，与陆战队员们一起登陆作战。他对海军陆战队和海军所有存在的问题都有深入的了解和研究。”
斯普鲁恩斯认为，虽然关岛居民目前暂由日本人统治，但他们内心依然是倾向美国的。他叮嘱康诺利，在轰炸时尽量不要误伤岛上居民。康诺利已经从情报中获悉了原居民大致的藏身地点。他答应司令官，自己会亲自监督突袭行动，将平民的伤亡降到最低限度。
头天晚上，考夫曼中校率第三、四、六等三个爆破分队出动，在美军预定登陆的阿散滩和阿加特滩一带做出标记，用随身携带的丨炸丨药包清除了日军设置的障碍物。戈登·卡伯里中尉第四分队的队员们还在阿加特海滩竖起了一块标识牌，上边写道：“欢迎海军陆战队。美国劳军组织阿加特分会—前方两个街区。”
7月21日清晨5时30分，美军南部炮击分队浩浩荡荡来到关岛外海，开始向预定登陆区域倾泻炮弹。满载登陆部队的运输船于6时云集在换乘区域。当日天高云淡，海上涌浪微弱，正是发起登陆作战的好日子。随着美军战机和舰炮炮弹的兜头落下，登陆区域瞬间被烈火和硝烟笼罩。
预定登陆时间为上午8时30分。盖格少将站在舷边，通过扩音器向一众参战将士高声喊话：“当你们走上战场，从敌人手中夺回这座原属于我们的堡垒时，举国上下都在关注着你们。国家给予你们的荣耀是无比崇高的。愿海军陆战队注重集体荣誉的光荣传统激励你们夺取胜利。全国人民以你们为荣！”
美军登陆已迫在眉睫。在岛上，日军第四十八独立混成旅团旅团长重松洁少将也在给自己的部下打气：“美军在塞班岛的成功登陆让他们士气大增。现在，他们还没有做好准备就打算登陆关岛，这是非常鲁莽和愚蠢的行为。现在，我们把敌人统统打死在海滩上的最好机会到了！”
美军第一攻击波于7时40分出发，步兵登陆艇和炮艇的114毫米火箭炮开始向滩头猛烈开火，两栖运兵车紧随其后。8时22分，从航母出发的舰载机黑压压飞来，投下的丨炸丨弹覆盖了登陆海滩和毗邻地区，登陆部队借机前进至距岸仅1100米处。此时海军舰船的大口径舰炮开始向纵深炮击，127毫米炮继续轰击滩头，直到水陆两栖坦克越过暗礁。最后一波登陆前的炮火准备由携带丨炸丨弹的84架“地狱猫”和16架“复仇者”发起，步兵登陆艇和炮艇驶向两翼，继续开火压制日军。8时29分，陆战三师先头部队顺利上岸，跟进的四个营分别在红一、红二、绿、蓝滩依次登陆。仅30分钟之后，美军坦克已隆隆驶上了海滩。
向纵深推进的美军很快遭到日军迫击炮、山炮和机关枪的火力拦截，据守此处的是日军第三二零独立大队和第十八联队第一大队。身处高地的日军士兵居高临下，向陆战队员投掷手雷。地形迫使美军士兵登岸后必须向眼前的山地发起仰攻，切尼托悬崖最平缓处坡度也有40-50度，陆战队员只能手脚并用，向上攀爬，无法使用武器开火，很多人在爬行中被日军击倒。对滩头正面邦德斯楚山脊的进攻演变成一场血腥的拉锯战，陆战队因损失过大暂停攻击，直到次日才登上山顶。日军发起连续反冲锋，来自后方丰特高地的炮火极为猛烈，迫使登顶的陆战队员暂时后撤。滩头左侧的阿德鲁普角和右侧的阿桑角都有日军火力点向美军倾泻弹雨。所幸这两处阵地相对孤立，被美军火力压制后被很快清除。下午17时15分，师长特内奇少将率师部人员上岸，迅速建起了前敌指挥部。
登陆日夜幕降临时，北部滩头北翼仅向前推进了200-300米。中路第二十团肃清了阿散镇，向前推进了1500米。南翼陆战九团开始沿海滩向阿普拉港挺近。特内奇下令各部原地掘壕据守。当天美军占领的地盘约1500米长、3700米宽，部队阵亡105人、失踪56人、受伤536人。美军并无控制海滩后方高地，如果不是强有力的炮火支援和对面日军实力较弱，陆战三师的伤亡可能更大。