Innan landstigningen försökte de amerikanska styrkorna försäkra sig om både luft- och sjööverlägsenhet. Totalt 274 fartyg, som avfyrade 44 978 skott från 2-tums och 5-tums kanoner stödde landstigningen. Dessutom deltog totalt 13 hangarfartyg i flygräderna och totalt 4 283 bomber (med en total vikt på 1 310 ton) släpptes mellan den 18 och 20 juli, dagen före landstigningen. Det tunga bombardemanget brände alla palmer på stranden och förstörde varje byggnad som kunde ses. Japanernas erfarenheter från invasionen av Saipan användes för att försöka mildra effekterna av bombardemanget. Trots detta överträffade bombardemanget vida förväntningarna hos de försvarsstyrkor som var nedgrävda längs kusten liksom på Saipan. Många baser och vakttorn förstördes också. Artilleripjäser som förskansat sig i täta skogar, grottor, skyttegravar och platser fyra kilometer eller mer från kusten kunde dock undgå förstörelse och blev en källa till kraftigt japanskt motstånd. Guam, som är omringat av rev, klippor och kraftiga vågor, utgör en formidabel utmaning för varje angripare. 14 Undervattensdemoleringsteam rekognoscerade stränderna och avlägsnade hinder från den 14 till den 17 juli. 43 Trots hindren landsteg de amerikanska styrkorna den 21 juli på båda sidor av Orotehalvön på Guams västra sida, med planer på att säkra Apra Harbor.:23 3:e marindivisionen landade nära Agana norr om Orote klockan 08:29, och 1:a provisoriska marinkårens brigad landade nära Agat i söder. :24,44 Japanskt artilleri sänkte 30 amerikanska soldater. LVT:s och tillfogade landstigningstrupperna, särskilt 1st Provisional Marine Brigade, stora förluster, men klockan 09:00 var marinsoldater och stridsvagnar i land på båda stränderna.
I natt hade de amerikanska marinsoldaterna och soldaterna från 77th Infantry Division etablerat strandhuvuden med ett djup på cirka 2 000 meter. Japanska motattacker gjordes under de första dagarna av slaget, mestadels på natten, med hjälp av infiltrationstaktik. Japanerna trängde in i det amerikanska försvaret flera gånger men drevs tillbaka med stora förluster av män och utrustning.
Den amerikanska arméns 77:e infanteridivision hade en svårare landstigning den 23-24 juli:17 Eftersom de saknade amfibiefordon var de tvungna att vada i land från kanten av revet där landstigningsbåtarna släppte av dem. Männen som var stationerade i de två strandhuvudena var fastklämda av tung japansk eldgivning, vilket gjorde att de första framstegen inåt landet gick ganska långsamt. Försörjningen var mycket svår för landstigningstrupperna på Guam under de första dagarna av slaget. Landningsfartyg kunde inte komma närmare än revet, flera hundra meter från stranden, och amfibiefordon var sällsynta.
Den 25 juli spärrade 1:a provisoriska brigaden av Orotehalvön, och samma kväll gick den japanske generallöjtnanten Takashina till motattack, koordinerad med ett liknande angrepp mot 3:e divisionen i norr.
Dagen därpå rapporterade general Obata att ”våra styrkor misslyckades med att nå de önskade målen.”:61 Generallöjtnant Takeshi Takashina dödades den 28 juli och generallöjtnant Hideyoshi Obata tog över befälet över de japanska försvararna. 28 juli kopplades de två strandhuvudena samman,:17 och den 29 juli hade amerikanerna säkrat halvön. 64
De japanska motattackerna mot de amerikanska strandhuvudena, liksom de hårda striderna, hade utmattat japanerna. I början av augusti började de få slut på mat och ammunition, och de hade bara en handfull stridsvagnar kvar. Obata drog tillbaka sina trupper från södra Guam, och planerade att göra ett ställningstagande i den bergiga centrala och norra delen av ön, ”för att engagera sig i fördröjningsaktioner i djungeln i norra Guam för att hålla ön så länge som möjligt. 65
Efter att ha försäkrat sig om att inga betydande japanska styrkor opererade i den södra delen av Guam inledde marinernas generalmajor Geiger en offensiv norrut med 3:e marindivisionen på vänster flank och 77:e infanteridivisionen till höger, och befriade Agana samma dag.:70 Flygfältet Tiyan intogs den 1 augusti. 72
Regn och tät djungel gjorde förhållandena svåra för amerikanerna, men efter en strid med den japanska huvudförsvarslinjen runt Mount Barrigada den 2-4 augusti kollapsade den japanska linjen.:73-74 Den första provisoriska brigaden bildades på den vänstra flanken av den tredje marindivisionen den 7 augusti på grund av den vidgade fronten och de fortsatta förlusterna, i ett försök att hindra japanerna från att glida igenom de amerikanska luckorna. 75-76 Japanerna hade ytterligare ett fäste vid Mount Santa Rosa, som säkrades den 8 augusti.:74,81
Den 10 augusti upphörde det organiserade japanska motståndet och Guam förklarades säkert, men 7 500 japanska soldater uppskattades vara på fri fot. 81 Dagen därpå begick Obata rituellt självmord i sitt högkvarter på Mount Mataguac efter att ha skickat ett avskedsbrev till Japan. 81