与美军此前夺取的吉尔伯特群岛和马绍尔群岛中地势低洼的珊瑚环礁比起来，马里亚纳群岛非常不同。马里亚纳群岛中的岛屿面积很大且地势崎岖，岛上主要是陡峭的山峰、大峡谷、起伏的高地以及大片的甘蔗地。岛上的低地被茂盛的植被覆盖。塞班岛、关岛和提尼安岛（天宁岛）是马里亚纳群岛南部的三大岛屿，也是美军的主要目标。
三大岛屿总面积近300平方英里。其中，塞班岛南北长19公里。一条位于岛屿中部的火山脊几乎纵贯全岛。岛的西侧（背风面）海拔高度逐渐下降，从丘陵上的梯田和甘蔗地，直至人口密集的沿海平原。西海岸有三座城镇，居住着约3万人，其中约5/6是日本人和琉球人，其他的以查莫罗人和朝鲜人为主。负责夺岛的美军第5两栖军的士兵曾在平坦狭窄的地形作战，而在塞班岛，他们需要在人口密集城镇、甘蔗地以及偏远山区里作战。
1944年6月6日，欧洲战场盟军发起诺曼底登陆。此时在太平洋上，另一支大型水陆两栖舰队已经在太平洋中破浪前行，驶向马里亚纳群岛。指挥这支600多艘舰船的是太平洋舰队第5舰队司令斯普鲁恩斯，这支舰队包括米切尔指挥的、攻击能力极强的第58特混舰队，和第5舰队所属的一支战列舰舰队（也称第7战斗群）；由特纳指挥的第5两栖编队，共有535艘舰船，其中有12艘护航航母、5艘战列舰和11艘巡洋舰，其余的运输舰上搭载着海军陆战队第5两栖军、第1两栖军的陆战第3师和陆军步兵第27师。
其中，第5两栖军辖第2、第4海军陆战师，计划在塞班岛登陆，第3陆战师计划用于夺取关岛，陆军第27步兵师作为预备队，随时支援海军陆战队的行动。上述部队共计12.7万人，由第5两栖军局长霍兰德·史密斯统一指挥。
为了防御马里亚纳群岛，日寇大本营于1944年初组建第31军，指挥官小畑英良。该军下辖第29、第43和第52师团，以及第47、第48、第50、第51和第52独立混成旅团，司令部设在塞班岛。其中塞班岛的守军主要包括陆军第43师团和海军的一支陆战队，总兵力约3万人；驻守关岛的是第29师团和第48独立混成旅团，兵力约1.8万人；驻守提尼安岛的是第43和第29师团各1个联队，兵力约9000人，以及1.5万当地人组成的民兵武装。
值得一提的是，曾经指挥偷袭珍珠港和中途岛战役的日海军将领南云忠一，此时也在塞班岛上，他于1944年3月被任命为第14航空舰队司令，而这支舰队根本没有航母，由他指挥的7000名海军陆战队也交给了陆军。在美军登陆的T日，第31军司令小畑英良当时正在关岛，所以指挥塞班岛作战的实际上是第43师团长斋藤义次。
第43师团是1944年4月陆续派往马里亚纳群岛的，该师团一部约7000人在5月14日前往塞班岛的途中，遭到美军潜艇的袭击，7艘运输舰中有5艘被鱼雷击毁。虽然多数士兵后来得救，但大量的装备、粮食和其他物资沉入海底。
由于缺乏必需的建筑材料和设备，塞班岛沿海防御工事和防空炮台都是匆忙搭建起来的，有很多处都没有完工。防御工事的建筑材料是泥土和木头，而不是钢筋混凝土。成箱的弹药、火炮、带刺铁丝网以及其他军需都存放在靠近西侧登陆地点的海军仓库里。后来，大部分物资都被登陆的美军缴获。岛上的重型火炮只有1/3安装在了炮台上，登陆地点的防御工事和射击点也比计划少了很多。
1944年6月11日，美军第58特混舰队率先抵达马里亚纳群岛海域，距离塞班岛只有350公里，这个位置已经处于塞班岛日寇岸基航空兵的打击范围之内。13时，从航母上起飞的208架战斗机飞往塞班岛、关岛和罗塔岛，每架飞机还挂载了一枚500磅的炸弹，他们的目的是摧毁日寇在上述岛屿机场上的航空力量。
15时，美军攻击机群抵达机场上空，由于事先没有侦察到美军来袭，日寇大部分飞机还没有来得及升空，机场的地面防空火力仅击落了美军11架飞机，自身损失飞机上百架，其中大部分是在地面被击毁的。此后的一周，日寇飞机在美军第58特混舰队的连续空袭下，作战飞机从435架减少到不到100架，基本消除了马里亚纳群岛日寇的航空力量。
与此同时，按照斯普鲁恩斯的命令，第58特混舰队的第1和第4战斗群驶往马里亚纳群岛西北1300公里远的小笠原群岛，对那里的硫磺岛（此时硫磺岛上日寇还没有重兵把守，还只是一个空军的中转基地）和父岛的机场实施打击，以切断马里亚纳群岛和日本本土的联系，孤立马里亚纳群岛的日寇守军。6月15日，美军对硫磺岛的攻击。次日下午，美机编队对父岛实施空袭，但效果并不理想。随后，第1和第4战斗群返回塞班岛海域。
6月13日，第3舰队所属的战列舰编队（也称第7战斗群）开始对塞班岛和提尼安岛沿岸实施舰炮火力准备。这支舰队以7艘新型快速战列舰为核心，并由巡洋舰和驱逐舰护卫。由于担心日寇在沿岸大陆架布设水雷，所以战列舰舰队始终在距离海岸10000米远的位置，并派出6艘扫雷舰登陆滩头外面海域，
