Voor de landing streefden de Amerikaanse strijdkrachten naar zowel lucht- als zeemachtsuperioriteit. Een totaal van 274 schepen, die 44.978 schoten afvuurden met 2-inch en 5-inch kanonnen ondersteunden de landing. Bovendien namen in totaal 13 vliegdekschepen deel aan de luchtaanval en werden van 18 tot 20 juli, de dag voor de ontscheping, in totaal 4.283 bommen (met een totaal gewicht van 1.310 ton) afgeworpen. Het zware bombardement verbrandde alle palmbomen op het strand en vernietigde elk gebouw dat te zien was. De ervaring die de Japanners bij de invasie van Saipan hadden opgedaan, werd gebruikt om te proberen de gevolgen van het bombardement te verzachten. Desondanks overtrof het bombardement ruimschoots de verwachtingen van de verdedigende troepen die langs de kust waren ingegraven zoals op Saipan het geval was. Veel van de bases en wachttorens werden ook vernietigd. Artilleriestellingen verschanst in dichte bossen, grotten, loopgraven en locaties vier kilometer of meer uit de kust konden echter aan vernietiging ontsnappen en werden een bron van zwaar Japans verzet. Guam, omringd door riffen, kliffen en zware branding, vormt een formidabele uitdaging voor elke aanvaller.:14 Onderwater sloopteams verkenden de stranden en verwijderden obstakels van 14 tot 17 juli.:43 Ondanks de obstakels landden de Amerikaanse troepen op 21 juli aan beide zijden van het Orote schiereiland aan de westkant van Guam, met de bedoeling Apra Harbor veilig te stellen.:23 De 3de Mariniersdivisie landde om 08:29 bij Agana ten noorden van Orote en de 1ste Voorlopige Mariniersbrigade landde bij Agat in het zuiden.:24,44 Japanse artillerie bracht 30 Amerikaanse LVT’s tot zinken gebracht en zware verliezen toegebracht aan de landingstroepen, vooral van de 1st Provisional Marine Brigade, maar tegen 09:00 uur waren mariniers en tanks aan land op beide stranden.
Tegen het vallen van de avond hadden de Amerikaanse mariniers en soldaten van de 77th Infantry Division strandhoofden van ongeveer 2.000 meter diep opgericht. Japanse tegenaanvallen werden gedurende de eerste dagen van de strijd uitgevoerd, meestal ’s nachts, waarbij gebruik werd gemaakt van infiltratietactieken. De Japanners drongen verschillende keren door de Amerikaanse verdediging maar werden teruggedreven met zware verliezen aan manschappen en materieel.
De 77ste Infanteriedivisie van het Amerikaanse leger had een moeilijkere landing op 23-24 juli:17 Omdat ze geen amfibievoertuigen hadden, moesten ze aan land waden vanaf de rand van het rif waar de landingsboten hen afzetten. De manschappen die in de twee strandhoofden waren gestationeerd, werden vastgehouden door zwaar Japans vuur, waardoor de aanvankelijke vooruitgang landinwaarts vrij traag verliep. De bevoorrading van de landingstroepen op Guam was in de eerste dagen van de strijd zeer moeilijk. Landingsschepen konden niet dichter komen dan het rif, enkele honderden meters van het strand, en amfibievoertuigen waren schaars.
De 1ste Voorlopige Brigade blokkeerde het Orote Schiereiland op 25 juli, en diezelfde nacht deed de Japanse Lt. Generaal Takashina een tegenaanval, gecoördineerd met een soortgelijke aanval tegen de 3de Divisie in het noorden.:56 De volgende dag meldde Generaal Obata, “onze troepen slaagden er niet in de gewenste doelen te bereiken.”61 Luitenant-generaal Takeshi Takashina sneuvelde op 28 juli en luitenant-generaal Hideyoshi Obata nam het bevel over de Japanse verdedigers over.:65 Op 28 juli werden de twee bruggenhoofden met elkaar verbonden:17 en op 29 juli hadden de Amerikanen het schiereiland veiliggesteld.:64
De Japanse tegenaanvallen tegen de Amerikaanse bruggenhoofden en de hevige gevechten hadden de Japanners uitgeput. Begin augustus raakten voedsel en munitie op en hadden ze nog maar een handvol tanks. Obata trok zijn troepen terug uit het zuiden van Guam en was van plan stand te houden in het bergachtige centrale en noordelijke deel van het eiland, “om in de jungle in het noorden van Guam vertragende acties uit te voeren om het eiland zo lang mogelijk in handen te houden”.:65
Nadat hij zich ervan verzekerd had dat er geen noemenswaardige Japanse strijdkrachten in het zuidelijke deel van Guam opereerden, begon generaal-majoor der mariniers Geiger een offensief in noordelijke richting met de 3e Mariniersdivisie op de linkerflank en de 77e Infanteriedivisie op de rechter, waarbij hij Agana nog dezelfde dag bevrijdde.:70 Het vliegveld Tiyan werd op 1 aug. veroverd:72
Regen en dichte jungle maakten de omstandigheden moeilijk voor de Amerikanen, maar na een gevecht met de belangrijkste Japanse verdedigingslinie rond de berg Barrigada van 2-4 augustus, stortte de Japanse linie in.:73-74 De 1ste Voorlopige Brigade vormde zich op 7 augustus op de linkerflank van de 3de Mariniersdivisie vanwege het breder wordende front en de aanhoudende verliezen, in een poging te voorkomen dat de Japanners door de Amerikaanse gaten zouden glippen.:75-76De Japanners hadden nog een bolwerk bij Mount Santa Rosa, dat op 8 augustus werd ingenomen.74,81
Op 10 augustus eindigde het georganiseerde Japanse verzet en werd Guam veilig verklaard, maar er waren naar schatting nog 7.500 Japanse soldaten op vrije voeten.:81 De volgende dag pleegde Obata rituele zelfmoord in zijn hoofdkwartier op de berg Mataguac, nadat hij een afscheidsbericht naar Japan had gestuurd.:81