尽管日军的防御态势已经相当不利，但日军仍依托工事死战不退，尤其是陆战5师面对的是由栗林直接指挥的部队，遭到的抵抗更为激烈，陆战5师的伤亡超过75%，许多战斗部队失去了战斗力，师部的文书、司机甚至炊事员等勤杂人员都投入了战斗。
3师、4师的伤亡也很严重，出于这种情况，陆战4师师长克利夫顿.凯兹少将向粟林忠道中将和硫磺岛日军中战斗力最强的第145联队队长池田增雄大佐发出劝降信，信中首先向他们无畏精神和英勇作战表示了尊敬，接着说明了无法取胜的处境，最后要求他们指挥所属部队停止抵抗，美军将根据《日内瓦公约》保证投降的日军受到人道待遇。但劝降信如同石沉大海，没有回音。
3月16日，东北部的800余日军被歼灭，美军于当日18:00时宣布占领硫磺岛，但战斗仍在继续，粟林指挥残部依然在抵抗，有时战斗还相当激烈。败局已定，同日，栗林中将命令步兵第145联队长池田大佐烧毁军旗，并向东京大本营发出诀别电:“面对数量和质量占优的陆海空攻击，卑职已尽全力，然现在险要尽落敌手，卑职万分抱歉”。然后销毁密码，准备实施最后的决死反击。
3月17日，日军大本营晋升栗林为