但海军方面的守备部队仍坚持歼敌于滩头，无奈之下，最后粟林做出了折衷的方案，以纵深防御为主，滩头防御为辅，海军守备部队沿海滩构筑永备发射点和坚固支撑点进行防御，陆军主力则集中在折钵山和元山地区，实施纵深防御。
于是粟林决心将硫磺岛建成一座永不沉没的坚固要塞，他选择以折钵山为核心阵地，以硫磺岛上的两个机场为主要防御地带，粟林缺乏大批的钢筋混凝土，所以只能利用折钵山的天然岩洞，在战术安排方面在适宜登陆的东西海滩则是以永备发射点和坚固支撑点为骨干的防御阵地，日军的防御工事多以地下坑道阵地为主，混凝土工事与天然岩洞有机结合，并有新式的之字地下交通壕相互连接。
粟林在构筑炮兵阵地方面非常有心德，他吸取了中队在进攻前经常采用凝固汽油燃烧弹与云爆弹，所以对于工事内部都修建的之字型的迂回同道，即便遭到了云爆弹的攻击也不会出现损失惨重的情报。
对于炮兵阵地的主体构建，粟林也大都建成半地下式，尽管牺牲了火炮的射界，却大大提高了在猛烈轰炸之下的生存能力，日军对火炮炮位和通讯网络的保护非常重视，在粟林的指挥下，日军没日没夜的进行二十四小时不间断的施工，折钵山几乎被掏空，筑有的坑道就九层之多。
日军研究了针对中国远征军的作战特点，粟林在海滩纵深埋设了大量地雷，机枪迫击炮反坦克炮构成绵密火力网，所有武器的配置与射击目标都进行过精确计算，既能隐蔽自己，又能最大限度杀伤敌军，最为关键的是其在元山地区修筑的连接折钵山坑道工事全面挖掘完毕，这条通道长达二十八公里之长，可以使得日军在硫磺岛上的部队不必暴露在美军优势的地空火力之下来回实施调动。
粟林同时也一改日军之前的死拼战术，他向所有军官灌输了规定近距射击分兵机动防御诱伏等战术，还严禁部队实施自杀冲锋，并且号召每一个士兵至少要杀死十个登陆的中国援助军官兵才能死去，粟林的这些苦心经营，要使硫磺岛之战成为太平洋上最残酷艰巨的登陆战役，大量的杀伤中国远征军的官兵。
在沈英雄的请求下，黑尔少将指挥的第七航空队b24中型轰炸机只要天气允许，几乎每天出动对硫磺岛进行轰炸，塞班岛的b29超级空中堡垒重型轰炸机也加载高脚柜炸弹加入对硫磺岛的轰炸，这种英国人研制出来的重达二吨七的巨型炸弹是b29d超级空中堡垒所能够携带的最大单枚航弹，威力巨大的高脚柜炸弹是英国人研制出来专门对付坚固的地下掩体工事的，不过由于运输制造环节复杂，产量很低，其能够炸毁二公尺厚的钢筋混凝土，和十公尺的被土层。
美军一方面使用巨型炸弹不断轰炸折钵山与元山地区的日军工事，另外一方面，美国太平洋舰队方面斯普鲁恩斯以印第安纳波利斯号重巡洋舰为旗舰，第五十八特混编队司令米切尔以邦克山号航母为旗舰。