Înainte de debarcare, forțele americane au căutat să asigure atât superioritatea aeriană, cât și cea navală. Un total de 274 de nave, care au tras 44.978 de focuri din tunuri de 2 și 5 inch, au sprijinit debarcarea. În plus, un total de 13 portavioane au participat la raidurile aeriene și un total de 4.283 de bombe (cântărind în total 1.310 tone) au fost lansate între 18 și 20 iulie, cu o zi înainte de debarcare. Bombardamentul puternic a ars toți palmierii de pe plajă și a distrus toate clădirile care puteau fi văzute. Experiența acumulată de japonezi în urma invaziei de la Saipan a fost folosită pentru a încerca să atenueze efectele bombardamentului. În ciuda acestui fapt, bombardamentul a depășit cu mult așteptările forțelor de apărare care erau săpate de-a lungul coastei, așa cum au fost pe Saipan. Multe dintre bazele și turnurile de pază au fost, de asemenea, distruse. Cu toate acestea, piesele de artilerie înrădăcinate în păduri dense, peșteri, tranșee și locații aflate la patru kilometri sau mai mult de coastă au reușit să scape de distrugere și au devenit o sursă de rezistență japoneză puternică. Guam, înconjurată de recife, stânci și valuri puternice, reprezintă o provocare formidabilă pentru orice atacator. 14 Echipele de demolare subacvatică au recunoscut plajele și au înlăturat obstacolele între 14 și 17 iulie. 43 În ciuda obstacolelor, pe 21 iulie, forțele americane au debarcat pe ambele părți ale peninsulei Orote, în partea de vest a Guamului, plănuind să securizeze portul Apra.:23 Divizia a 3-a de pușcași marini a debarcat lângă Agana, la nord de Orote, la ora 08:29, iar Brigada 1 provizorie de pușcași marini a debarcat lângă Agat, la sud.:24,44 Artileria japoneză a scufundat 30 de puști americani. LVT-uri și a provocat pierderi grele trupelor de debarcare, în special ale Brigăzii 1 provizorii de pușcași marini, dar până la ora 09:00 pușcașii marini și tancurile au debarcat pe ambele plaje.
Până la căderea nopții, pușcașii marini americani și soldații Diviziei 77 Infanterie au stabilit capete de pod la aproximativ 2.000 m adâncime. Contraatacurile japoneze au avut loc pe parcursul primelor zile ale bătăliei, mai ales pe timp de noapte, folosind tactici de infiltrare. Japonezii au pătruns de mai multe ori în apărarea americană, dar au fost respinși cu pierderi grele de oameni și echipament.
Divizia 77 Infanterie a armatei americane a avut o debarcare mai dificilă pe 23-24 iulie:17 Neavând vehicule amfibii, au fost nevoiți să vâslească la țărm de la marginea recifului unde navele de debarcare i-au lăsat. Oamenii staționați în cele două capete de pod au fost blocați de focul puternic al japonezilor, ceea ce a făcut ca progresul inițial în interior să fie destul de lent. Aprovizionarea a fost foarte dificilă pentru trupele de debarcare din Guam în primele zile ale bătăliei. Navele de debarcare nu se puteau apropia mai mult decât reciful, la câteva sute de metri de plajă, iar vehiculele amfibii erau rare.
Brigada 1 provizorie a blocat Peninsula Orote pe 25 iulie, iar în aceeași noapte generalul-locotenent japonez Takashina a contraatacat, coordonat cu un atac similar împotriva Diviziei a 3-a la nord:56 A doua zi, generalul Obata a raportat: „forțele noastre nu au reușit să atingă obiectivele dorite.”:61 Generalul-locotenent Takeshi Takashina a fost ucis pe 28 iulie, iar generalul-locotenent Hideyoshi Obata a preluat comanda apărătorilor japonezi.:65 Pe 28 iulie, cele două capete de pod au fost unite,:17 iar pe 29 iulie, americanii au securizat peninsula.:64
Contraatacurile japoneze împotriva capetelor de pod americane, precum și luptele crâncene, i-au epuizat pe japonezi. La începutul lunii august, aceștia rămăseseră fără hrană și muniție și mai aveau doar o mână de tancuri. Obata și-a retras trupele din sudul Guamului, plănuind să facă o rezistență în partea centrală și nordică muntoasă a insulei, „pentru a se angaja în acțiuni de întârziere în jungla din nordul Guamului pentru a ține insula cât mai mult timp posibil”:65
După ce s-a asigurat că nicio forță japoneză semnificativă nu opera în porțiunea sudică a Guamului, generalul-maior de pușcași marini Geiger a început o ofensivă spre nord cu Divizia a 3-a de pușcași marini pe flancul stâng, iar Divizia 77 de infanterie pe cel drept, eliberând Agana în aceeași zi.:70 Aerodromul Tiyan a fost capturat la 1 august:72
Ploaia și jungla deasă au făcut condițiile dificile pentru americani, dar după un angajament cu principala linie de apărare japoneză din jurul Muntelui Barrigada între 2 și 4 august, linia japoneză s-a prăbușit.:73-74 Brigada 1 provizorie s-a format pe flancul stâng al Diviziei 3 Infanterie Marină pe 7 august, din cauza lărgirii frontului și a pierderilor continue, în încercarea de a-i împiedica pe japonezi să se strecoare printre breșele americane.:75-76 Japonezii aveau o altă fortăreață la Muntele Santa Rosa, care a fost securizată pe 8 august.:74,81
La 10 august, rezistența japoneză organizată a luat sfârșit, iar Guam a fost declarată sigură, dar se estima că 7.500 de soldați japonezi erau în libertate.:81 A doua zi, Obata s-a sinucis ritualic la cartierul său general de pe Muntele Mataguac, după ce a trimis un mesaj de adio către Japonia.:81
.