为了安抚美国民众对于巨大伤亡的忧虑，美军重新申明占领硫黄岛，并在一处被炸毁了的日军碉堡旁举行了简短的升旗仪式。
一名上校代表尼米兹宣读占领告示，随即三名陆战队员将一面国旗拴在一根24米长的杆子上，在司号兵吹起的升旗曲中，他们升起了国旗。
与上次在折钵山顶升旗后的欢声雷动相比，这次升旗仪式完毕后，没有人交谈——就在上校宣读占领告示的时候，硫黄岛北部的隆隆炮声几乎打断了他的发言，所有在场的人心情都无比沉重。
主持仪式的史密斯含着眼泪对副官说：“这是迄今为止最艰苦的一仗。”
在“死亡谷”的地下深处，栗林也举行了一场处理旗帜的仪式，不过他不是升旗，而是焚毁军旗，销毁密码本，准备实施最后的决死反击。
在升旗仪式上，美军官兵向高高飘扬的旗帜敬礼。举行这次仪式也是为了鼓舞士气，实际上岛上的战斗并未停止
当天下午5点35分，栗林向东京发出了最后的诀别电报：“战局到了最后关头，目前已弹尽粮绝，（但是）想起祖国对我恩重如山，我粉身碎骨，毫不后悔。除非夺回本岛，否则日本将永无宁日。我真诚希望，我的魂魄在皇军卷土重来之日担任先锋。”
栗林以最后一道命令激励他的士兵：“我们要插入敌人内部去把他们消灭。我们要抱紧炸弹，冲向敌人的坦克，把它们炸毁。我们的每一发炮弹都要不失误地打死敌人。”
类似“圣战誓言”式的口号被再次提出：“我们死一个人，就要敌人死十个，人人都要把它当作任务来完成，谁也不准再考虑自己的生命。本人将始终在诸位前面！”
3月25日，栗林派人设法通知散布在岛上的每一个日本兵，只要还能够行动的，须携带武器于夜间在三号机场附近的山区集合。
当天日落前，父岛的堀江收到了栗林发出的最后一封电报，而且是明码：“父岛全体官兵们，永别了。”
接到栗林的通知后，海军守备队的市丸少将把尚能战斗的60名部下召集到自己的地下岩洞里。他发表讲话说：“本岛失陷意味着美国佬的军靴不久将踩上我们的祖国，然而诸君是日本武士，切不可急于求死，要趾高气扬地活着，尽量杀敌，为七生报国而战。谢谢。”
在蜗居岩洞的这段日子里，市丸想得还挺多，他专门写了一封给罗斯福总统的信，认为是美国发动了这场战争，而不是日本：“从你的所作所为来看，白种人正以牺牲有色人种为代价，独占世界之成果。”
是啊，如果没有美国，日本完全可以在亚洲称王称霸，所谓“水路上有船，人头上有钱”，走哪儿灭哪儿，那该多惬意啊。在给罗斯福的信中，市丸很委屈地说道：“我们所要求的，只不过是要你把原属于东方的东西归还给东方而已。”
只有到了这一步，日本人才觉得自己晦气。他们从没有认真想一想，若不是自己贪心，得了一千非要一万，以及习惯于把承诺别人的事抛到东洋大海，如今又怎会落得如此狼狈？
就在午夜前半小时，市丸将近百名伤员留在洞内，自己与那60人离开了山洞。他们刚刚出洞，就遭到美军大炮、迫击炮和机枪火力的猛烈射击，最后连同市丸在内，仅剩十余人到达集结点。
在指定的集结点，栗林凑齐了350人的海陆军队伍，这些人手中既有自己的武器和干粮，也有从美军手里抢来的武器和干粮。3月26日凌晨，他们趁着夜色，绕过美军阵地和巡逻队，向美军后方袭来。
与十天前相比，美军的警惕性已经大为降低，尤其是后方人员，以为战斗即将结束，完全想不到会大祸临头。日军潜入二号机场不远处的美军宿营地时，营帐里的人都在呼呼大睡，有些人当场被打死在板床上，到死连被谁打死的都还不知道。
袭击者全都半裸着身体，一路上见什么毁什么，如果营帐里住的全是航空队的地勤人员，也许他们就能杀光所有人，然后占领二号机场了。因为这些美军地勤人员没有受过地面作战的训练，就算是捡到一支枪，也只会朝四面八方乱射一气。
美军的幸运之处在于，日军的攻击重点恰好集中在第五工兵营头上。第五工兵营担负着管理滩头的任务，但他们接受工兵专门训练之前，都接受过战斗兵的训练，知道如何加强警卫和应付袭击。在黑暗中，他们各自为战，对偷袭的日军实施了反击。
夜战中让美军最头疼的是分不清敌我。参加袭击的日军都是富有经验和战斗纪律性的老兵，作战时不狂呼乱喊，不随意暴露自己的位置。相反，除工兵营之外的其他美军人员在混乱和惊恐中到处乱钻乱跑，影响了工兵营的射击。
不过天亮之后，这些问题便不存在了。附近的陆战队闻讯赶来，会同工兵营进行毫不留情的猎杀，现场留下了223具日军尸体，其中196具都在第五工兵营的范围内。
经过仔细检查，美军在遗尸中找到了40把军刀，说明许多日军军官都参加了偷袭战，但没有一具死尸是栗林。后来证实，栗林带伤和他的参谋中根兼次大佐一起逃回了岩洞。
完成了最后一搏，栗林认为自己死期已至。当天清晨，他面向北，朝天皇皇宫方向跪了下来，叩拜三次后，他用刀刺进了自己的腹部。中根见栗林的头垂了下来，便举起军刀朝他的脖子砍了下去。
中根掩埋了栗林的尸体，把事情告知栗林的参谋长高石正大佐。高石与中根一起回到栗林的切腹地点，双双开枪自杀。
市丸也得知了栗林的死讯，当晚他带着十个日本兵冲出岩洞，向美军发起自杀式冲锋，被美军机枪打得稀烂。
由于岛上日军分布非常散乱，第26坦克联队的西竹一中佐从未接到栗林的反击命令，对袭击一无所知。他自己选定了一个袭击目标，率领着包括大曲在内的200名日本兵独自实施了夜袭。
夜袭时，西中佐手持曾在奥林匹克运动会上使用过的马鞭，胸前口袋里放了一撮赛马的鬃毛，向美军发起了冲锋。结果是他们捅了“马蜂窝”，被袭击的目标不是美军后方单位，而是一线战斗单位。从晚上起，他们就一直被猛烈的火力压制，动弹不得，天亮后，美军的手雷更是雨点般地飞来。
西中佐只得重新选择岩洞躲避。这位奥运冠军后来的命运无从得知，原因是和大部分日军军官一样，所部无人幸存。
至此，硫黄岛之战才算真正结束。小矶在广播里称：“硫黄岛的失陷是整个战局中最为不幸的事件。”但是，他很快又补充了一句，“这个民族将会战斗到最后一人，粉碎敌人的野心。”
栗林的结局，用美军陆战队一位军官的话来说，是“他对他的国家已尽到了职责”。这位身后极尽哀荣，被奉为日本战争英雄的将领，虽然没有真的能够以一个日本兵换取十个美国兵的生命，但他也应该感到满意了：在太平洋战争中，硫黄岛之战是唯一攻方伤亡大于守方伤亡的两栖登陆战。
在这场残酷的防御战中，日军阵亡2.2万人，美军伤亡2.8万，美日双方伤亡比率达到了1.23：1。美军平均每天伤亡高达800人，其中陆战三师伤亡60%，陆战四师、五师伤亡75%，史密斯的第五两栖军几乎因此失去了战斗力。
海军陆战队在硫黄岛上建造的阵亡士兵墓地。密密麻麻的墓穴，向人们展示着战斗的残酷和士兵们的牺牲
美军在血战中也充分发挥了英勇精神。硫黄岛战役一下子产生了27位荣誉勋章获得者，尼米兹称赞说：“在硫黄岛上打仗的美国人中，非凡的英勇是他们共同的美德。”