3月10日，陆战三师在将日军防线截为两段后，开始向两边扩张战果，以策应四师、五师的攻击。
按照史密斯的判断标准，硫黄岛战斗已经告一段落。他通知海军，他不再需要舰队的帮助，岛上机场即可为陆战队提供必要的空中支援。鉴于舰队长时间停留在硫黄岛海域确实有一定的风险，斯普鲁恩斯的航母编队和特纳的支援舰队都陆续返回到了基地。而他们的舰载机则依托岛上机场，对已经光秃秃、乱七八糟的硫黄岛继续进行常规性的轰炸。
日军的标准与史密斯完全不同，尽管他们的防御态势相当不利，仍依托工事死战不降，尤其在栗林直接指挥的“死亡谷”，抵抗最为激烈。
栗林对全岛地形非常熟悉，他选择的“死亡谷”位于北部高原的南端，处在一个四面峭壁的崎岖峡谷内。谷地内设有许多大小炮位，可以从各个角度进行发射，所有岩洞都用钢铁和水泥予以加固，中间用复杂的地道相连。对于这种坚固据点，美军的大炮和坦克无从发挥威力，在重火器失去作用后，战斗完全变成了双方步兵之间的苦战。
主攻“死亡谷”的是陆战五师。该师28团在肃清折钵山的日军后早已归建，所以五师的建制是齐全的。但由于战斗激烈，其兵员损耗非常大，三个步兵团的平均伤亡比例为75%，只剩下了一个骨架子，所补充的都是零星杂牌的人员，比如新来的补充兵，或者师部的文书、炊事兵、技术兵、卡车司机等，包括在这个地方派不上用场只能当步兵用的炮兵。
一天一天，一次一次，勇敢的士兵们爬下“死亡谷”战斗，许多人下去后就再也没能上来。日军往往会先任由他们进入谷地，再用炮弹将他们炸得粉碎。在接连不断的血战中，五师一个营作为战斗力量再也不复存在，另一个营在几天内损失了三个营长，其中一个被砍了头，一个踩了地雷，最后一个失去了左臂。幸存的官兵全都疲惫不堪，许多人因为长时间苦战，已经变得心理失常。
美军想尽一切办法来对付吞噬他们生命的“死亡谷”。装甲护身的开山机经过连续挖掘，终于挖掘出一条道路，让喷火坦克开了进去。
这种喷火坦克系由M4“谢尔曼”坦克改装而成，其实主要就是将坦克火炮拆除，装上了重型火焰喷射器。在“死亡谷”，喷火坦克一天要消耗1万加仑的油料，日军的地堡渐渐吃不住劲了。接着，陆战三师也赶来支援。两个陆战师协力共进，日军控制范围被压缩得越来越小。
日本海军少尉大野利彦刚刚大学毕业，在硫黄岛出任高射炮台台长，他原来有54个士兵，此时被打得只剩下5个。六个人全都挤在一个三米见方的地堡里，地堡的出入口已被堵死，他们只能从炮眼中爬进爬出。
幸运的是，他们找到了两箱压缩饼干和糖果，还有三大袋砂糖以及半桶淡水，这让大野欣喜不已。本想先吃上一顿再说，但众人实在都太困了，趁着美军进攻的间隙，他们往水泥地上一躺，便呼呼睡了过去。
突然，大野被外面传来的声音惊醒了。他爬起来顺着炮眼向外望去，看到了一顶美国海军陆战队的钢盔。
美军正在“死亡谷”中捣毁一个洞穴据点，这个据点由三层碉堡组成，易守难攻
不好，美国人又杀过来了！大野急忙拔出手枪，再看，钢盔已经消失了，随后他听到了咝咝声，美军从炮眼里塞进来的一颗手雷落在了水泥地上。
一名士兵眼疾手快，起身跳到大野前面，将毯子往手雷上一盖。手雷爆炸了，但因为被毯子盖住，弹片没有飞溅，也没有人受伤。
美军塞完了手雷，又试图将一束炸药棒塞进来。大野抓起毯子塞进炮眼，想要用它把炸药棒往外推——光推是推不出去的，不过至少可以为工事里的人争取一点儿躲避的时间。
在感到双手乏力后，大野纵身往后一跳，身子紧贴着墙，喊了一声“注意”。听到他的声音，众人都用拇指塞住耳朵，中指堵住鼻孔，其余两指捂住嘴巴，准备好迎接炸药棒的爆炸。
炸药棒爆炸了，刹那间，整个工事好像离开了地面一般，大野下意识地喊了一声：“啊！”
当他睁开眼睛的时候，发现通道口已经被炸掉了，工事里浓烟滚滚。大野问部下们：“你们没事吧？”
只有一个士兵呻吟着做出了回答。顺着通道口射进的一束光线，大野看到这个士兵的头上在流血，沙子如同胡椒粉一般落在他的皮肤上。
外面的人影挡住了亮光，是一个美军陆战队员正向下探视，察看炸药棒的效果以及还有没有活着的人。
大野忙用手捂住受伤士兵的嘴。美军没有发现他们，转身对付下一个地堡去了。
大野所在的地堡是一个例证，从这时起，包括“死亡谷”在内，日军已无法进行大规模阻击，只能人自为战地组织小股抵抗。