拿下南端之后，美军集中全力向硫磺岛北部推进。北部日军由栗林本人亲自指挥，激烈的抵抗使美军陆战5师伤亡超过75%，陆战4师的伤亡也超过了一半。在太平洋战争中，美军第一次向日军指挥官发出了劝降书。劝降书是陆战4师师长克利夫顿·凯兹少将写给栗林忠道和第109师团下属第145联队联队长池田大佐的。在这封劝降书中，美军对栗林忠道的防御指挥和战斗精神表示了敬意，但是严肃指出硫磺岛日军已经陷入绝境，继续抵抗下去毫无意义，只能白白浪费日军士兵的生命，勒令日军停止抵抗，立即投降，战俘会得到《日内瓦公约》所规定的人道主义待遇。然而，日军的疯狂不是美国人所能想象的。从未签署过《日内瓦公约》的日本人对“投降”毫无概念，只有武士道精神会支撑他们战斗到死。对于栗林忠道来说，更有作为“帝国军人”的荣誉感让他不能放弃抵抗。
3月16日，西竹一中佐到了最后关头。坦克损失殆尽后，他率700多名部下坚守一条岩石峡谷，拖住美军整整一周。对面的美军陆战3师得知阻击他们前进的日军指挥官是西竹一，许多官兵一时感情复杂。1932年的洛杉矶奥运会上，西竹一纵马跨栏的英姿打动了美国人，现场数万美国观众曾一齐高呼“Baron Nishi（西男爵）”为他加油。他还是好莱坞女明星的座上宾，洛杉矶市的荣誉市民，很多美国人对他记忆犹新。美军安放高音喇叭向峡谷喊话：“这个世界将为失去马术领域中的西男爵而感到惋惜！”西竹一始终拒绝投降。当天，西竹一战死，尸体未能找到。事后有日军战俘声称曾亲眼见到过西竹一的尸体，一手握着手枪，一手紧握那根伴随他获得奥运金牌的马鞭。而在他死后一周，那匹名驹“天王星”也因病而死，追随主人同去。
死于硫磺岛的日本奥运奖牌获得者并不只他一个。同一天，1932年洛杉矶奥运会男子100米自由泳银牌获得者河石达吾中尉在岛上阵亡。龟缩在硫磺岛东北部顽抗的800多名日军全部被消灭。当天傍晚6点，美军正式宣布：已经占领硫磺岛。
岛上的战斗还没有结束。栗林被美军逼到硫磺岛北端一片不足2平方公里的狭小地域，他率残余的日军在这里做最后的抵抗。3月16日晚，栗林向日军大本营发出诀别电报：“战局已临最后关头，卑职人在前线，祈祷皇国必胜及安泰，目下弹尽兵寡，决作孤注一掷，粉身碎骨，以报皇恩。谨率领士卒，高呼圣皇万岁，籍此永诀。”然后，他下令销毁密码本，焚烧军旗。
