事实恰恰相反，塔拉瓦这个全长才3420米、宽540米的小岛上，防御工事却异乎寻常。岛上沿海滩布满混凝土三角体、珊瑚石堆、倒刺的铁丝网和木棚等障碍物，后面的机枪阵地用椰子木、珊瑚沙或混凝土、铁板覆盖着，阵地之间有掩蔽壕沟相通，地下发射点的顶部用椰子木和砂石堆得很厚，散布在沿海滩一带，火力十分凶猛，其结构非大口径炮直接命中不能将其摧毁。防空洞厚近2米，由沙石、椰子木和波状钢板构制而成。岛上所有的工事都构筑在地下，壁垒森严。守岛日军总数为4836人，皆是体格剽悍的善战之士。驻岛部队司令官柴崎海军少将在战前夸下海口：“美国人用100万人的兵力花100年的时间也拿不下塔拉瓦。”
美军战役计划的制订者尼米兹将军当时对日军的防御状况知之甚少。他决定先在塔拉瓦前沿小岛贝蒂奥岛登陆，占领飞机场，然后横扫全岛，最后占领整个塔拉瓦环礁。从10月份起，美舰载机和岸基重型轰炸机就对登陆目标进行了不定期的轰炸。每天投到贝蒂奥岛上的炸弹达100余吨。计划在登陆之日，美舰炮和航空兵将向该岛发射3000吨炮弹，投掷1000吨炸弹。
10月底，美陆、海军和海军陆战队的飞机开始向富纳富提岛、纳诺梅阿岛等地集结。11月17日，斯普鲁恩斯又召开了全舰队首脑会议，详细地规定了舰队、特混编队和特混大队的编成和任务。
18日，希尔海军少将向陆战队士兵们宣布了作战任务和火力准备的计划。陆战队员们听完传达，备感轻松，他们认为，岛上已不会有一个活着的日本兵。可是他们大错而特错了，岛上不仅有大批活着的日本兵，而且这些日本兵只要还有一个活着，就会顽强战斗到底。
19日，军官们参加了各种登陆作战的专门会议，牢记了有关火力支援和登陆的准备时间，了解了一些贝蒂奥岛、马金岛的特点、日军防御情况以及吉尔伯特土著居民的社会生活情况。陆战队员们最后一次检查了枪支弹药，带足了两壶水、一天的食品和一件带有斑纹用于伪装的披风。
20日0时30分，美运输舰队逼近贝蒂奥海岸。5时7分，岛上的日军向最近的美舰开炮了。负责掩护登岛的美战列舰“田纳西”号、“科罗拉多”号、“马里兰”号用406毫米的主炮猛烈回击，战役正式打响了。
晨5时16分，舰炮暂停射击，可是预计的美舰载机却没有出现，向岸边挺进的美运输舰已暴露在日军岸炮炮口下，遭到肆无忌惮的轰击。约20分钟后，一批美鱼雷机才载着重磅炸弹前来支援，顷刻间岛上弹片呼啸，沙土飞扬。空中轰炸结束后，美舰炮火力又倾泻而下，历时80分钟，共打出炮弹约3000吨。可怜的贝蒂奥岛消失在硝烟弥漫之中。陆战队士兵眼睛盯着这座平均每平方米“享受”了一吨多炸药、被炸得支离破碎的小岛，几乎每一个士兵都禁不住会问：“日军岸炮难道还会向我们开炮吗？他们还没有死光吗？当我们抢滩时，他们会不会向我们开炮？”正当他们提心吊胆之际，一排排的炮弹从被焚烧、被摧毁的贝蒂奥岛上呼啸而出，美军官兵个个目瞪口呆，感到难以置信！
美军分为3个梯队开始登陆。由于潮汐预测发生错误，突击队员们只得在深及胸部的海水中向荒芜、阴森和浓烟弥漫的海滩进发。他们手持步枪，背着手榴弹，在日军的火网中冲击，伤亡不断增加。直到中午，混乱不堪的登陆部队才慢慢恢复了秩序。
接近黄昏，美军又对贝蒂奥岛实施了舰炮轰击和飞机轰炸，美驱逐舰竟一直驶近到离海滩不到1000米的地方向日军阵地射击。飞机则进行低空扫射，发出一种就像油锅炸东西那样“噼噼啪啪”的响声。天黑下来时，美军已有5000人上岸，死伤约1500人，但仅在登陆滩向纵深推进了100米左右，整个美军就像一群压在滩头的海豹。
天一亮，战斗又打响了，而且很快就达到白热化。舰载机的轰炸和舰炮火力的命中率在不断提高。这种支援使得陆战队在贝蒂奥西岸得以全线向前推进。在此基础上，陆战队预备队全部投入了战斗。此后，进攻部队的基本任务是清除碉堡及掩体内的敌军，虽然坦克和火炮在完成这项危险任务时起了很大作用，但目前最艰巨的任务不得不几乎全部由步兵利用火焰喷射器和手投炸药包来完成。
