Przed lądowaniem siły amerykańskie starały się zapewnić sobie zarówno przewagę powietrzną, jak i morską. Desant wspierały łącznie 274 okręty, które oddały 44 978 strzałów z dział 2-calowych i 5-calowych. Ponadto w nalocie wzięło udział łącznie 13 lotniskowców, a w dniach 18-20 lipca, czyli dzień przed zejściem na ląd, zrzucono łącznie 4.283 bomby (o łącznej wadze 1.310 ton). Ciężkie bombardowanie spaliło wszystkie palmy na plaży i zniszczyło każdy widoczny budynek. Doświadczenie zdobyte przez Japończyków podczas inwazji na Saipan zostało wykorzystane do złagodzenia skutków bombardowania. Mimo to bombardowanie znacznie przerosło oczekiwania obrońców, którzy byli okopani wzdłuż wybrzeża, tak jak na Saipanie. Zniszczono również wiele baz i wież strażniczych. Jednak artyleria okopana w gęstych lasach, jaskiniach, okopach i miejscach oddalonych o cztery kilometry lub więcej od wybrzeża zdołała uniknąć zniszczenia i stała się źródłem silnego japońskiego oporu. Guam, otoczony rafami, klifami i silnymi falami, stanowi ogromne wyzwanie dla każdego atakującego.:14 Podwodne zespoły burzące przeprowadziły rozpoznanie plaż i usuwały przeszkody od 14 do 17 lipca.:43 Pomimo przeszkód, 21 lipca siły amerykańskie wylądowały po obu stronach półwyspu Orote po zachodniej stronie Guam, planując zabezpieczenie portu Apra.3 Dywizja Piechoty Morskiej wylądowała w pobliżu Agana na północ od Orote o 08:29, a 1 Tymczasowa Brygada Piechoty Morskiej wylądowała w pobliżu Agat na południe.:24,44 Japońska artyleria zatopiła 30 amerykańskich LVT i zadała ciężkie obrażenia. Japońska artyleria zatopiła 30 amerykańskich LVT i zadała ciężkie straty oddziałom desantowym, zwłaszcza 1. prowizorycznej brygadzie piechoty morskiej, ale do godziny 09:00 marines i czołgi zeszły na ląd na obu plażach.
Do zmroku amerykańscy marines i żołnierze 77. dywizji piechoty utworzyli przyczółki na głębokości około 6600 stóp (2000 m). Japońskie kontrataki były przeprowadzane przez kilka pierwszych dni bitwy, głównie w nocy, z wykorzystaniem taktyki infiltracji. Japończycy kilkakrotnie przebili się przez amerykańską obronę, ale zostali odepchnięci z ciężkimi stratami w ludziach i sprzęcie.
77 Dywizja Piechoty Armii Stanów Zjednoczonych miała trudniejszy desant w dniach 23-24 lipca.:17 Ze względu na brak pojazdów amfibijnych, musieli przedzierać się na brzeg z krawędzi rafy, gdzie zrzuciły ich łodzie desantowe. Ludzie stacjonujący w dwóch przyczółkach zostali przygwożdżeni ciężkim japońskim ogniem, przez co początkowe postępy w głąb lądu były dość powolne. W pierwszych dniach bitwy wojska lądowe na Guam miały ogromne trudności z zaopatrzeniem. Okręty desantowe nie mogły podejść bliżej niż do rafy, kilkaset metrów od plaży, a pojazdy amfibijne były rzadkością.
Pierwsza Tymczasowa Brygada zablokowała półwysep Orote 25 lipca, a tej samej nocy japoński generał broni Takashina kontratakował, skoordynowany z podobnym atakiem przeciwko 3 Dywizji na północy.:56 Następnego dnia generał Obata meldował, że „naszym siłom nie udało się osiągnąć zamierzonych celów.”Generał porucznik Takeshi Takashina zginął 28 lipca, a dowództwo nad japońskimi obrońcami przejął generał porucznik Hideyoshi Obata.:65 28 lipca oba przyczółki zostały połączone,:17 a do 29 lipca Amerykanie zabezpieczyli półwysep.:64
Japońskie kontrataki na amerykańskie przyczółki, jak również zacięte walki, wyczerpały Japończyków. Na początku sierpnia kończyły się im zapasy żywności i amunicji, a czołgów pozostała zaledwie garstka. Obata wycofał swoje wojska z południowego Guamu, planując zająć pozycję w górzystej, środkowej i północnej części wyspy, „aby zaangażować się w działania opóźniające w dżungli na północnym Guamie, aby utrzymać wyspę tak długo, jak to możliwe”.:65
Po upewnieniu się, że żadne znaczące siły japońskie nie operowały w południowej części Guamu, major generał piechoty morskiej Geiger rozpoczął ofensywę na północ z 3 Dywizją Piechoty Morskiej na lewej flance i 77 Dywizją Piechoty na prawej, wyzwalając Aganę tego samego dnia.Lotnisko Tiyan zostało zdobyte 1 sierpnia.:72
Deszcz i gęsta dżungla utrudniały warunki Amerykanom, ale po starciu z główną japońską linią obrony wokół góry Barrigada w dniach 2-4 sierpnia, japońska linia załamała się.7 sierpnia 1 Brygada Tymczasowa sformowała się na lewej flance 3 Dywizji Piechoty Morskiej z powodu rozszerzającego się frontu i ciągłych ofiar, starając się uniemożliwić Japończykom prześlizgnięcie się przez amerykańskie luki.:75-76 Japończycy mieli kolejną twierdzę na górze Santa Rosa, która została zabezpieczona 8 sierpnia.74,81
W dniu 10 sierpnia zorganizowany opór japoński dobiegł końca, a Guam został uznany za bezpieczny, jednak szacuje się, że na wolności pozostało 7500 japońskich żołnierzy.:81 Następnego dnia Obata popełnił rytualne samobójstwo w swojej kwaterze głównej na górze Mataguac, po tym jak wysłał pożegnalną wiadomość do Japonii.:81
.