1943年5月11日，1.1万美军分为三条路登陆阿图岛，一条在东北部，另外两条在东南部。作战计划是登陆后，两个方向的部队进入，占领两个登陆场的山口，然后由东向西推进，将日本人赶到海里。
美军登陆顺利，几乎没有日军的有效抵抗。从当年的历史照片可以看出，美军登陆的黄蓝沙滩秩序井然，士兵们脸上没有特别紧张的表情，仿佛每个人都在一个无人岛上练习。当时日军躲在云雾缭绕的山上，被美军舰炮压制。
接下来是一场苦战，地形和天气给美军带来了很大的麻烦。在光秃秃的荒原上40°可想而知，上述斜面发起冲锋的难度。为了减少损失，找不到隐蔽物的美军不得不一步一步地进行战争。当时岛上气温接近冰点，彻骨寒冷。美军很多人没有御寒物品，只穿夹军服和半高帮皮鞋。他们的耳鼻面被冻伤，手指和脚趾被冻得紫色和黑色，所以许多人不得不因冻伤而截肢。
更糟糕的是，由于冻土地带处于解冻期，美国登陆车和绰号“猫”的拖拉机经常陷入泥中。没有办法的美国士兵只能靠人力拉着火炮前进，甚至排成人龙，手拉手向前线传送弹药和支持。
然而，日本人处于绝望的境地。他们没有撤出岛的西部，因此被困在东部的冻土山上。他们经常遭受飞机轰炸和大口径舰炮轰炸，伤亡惨重。与此同时，食物耗尽，药物耗尽。
5月29日晚，守岛日军在指挥官山岐保代的带领下，突然冲下山，对美军位于谷地的中央营地发动赌博攻击，试图夺取美军军火。由于黑暗和雾霾，美军措手不及。中央营地的伤员和后勤人员被屠杀，日军冲向另一个高地，将夺取美军行李。
此时，500名维护车辆和设备的美国工程师挽救了危机。这些没有接受过多少正式军事训练的工程师实际上击退了日本人的多次冲锋，保留了至关重要的山，并将日本人推下了山谷。后来，这座山被命名为“工程师山”。
5月30日，日军在谷地集体自杀。日军士兵临死前密密麻麻地聚在一起，把手榴弹绑在胸前拉引信。巨大爆炸后，尸体不完整地堆叠在一起，这是可怕的。
阿图岛战役结束时，驻岛日军2665人只有27人幸存。大部分都是自杀未遂者。