美國第5艦隊的進攻目標是馬金環礁、塔拉瓦環礁和阿貝馬馬環礁。用以進攻馬金環礁的是從珍珠港出發的北部突擊部隊，其兵力是步兵第27師的一個團戰鬥隊。特納第5兩棲作戰部隊的其餘艦船，搭載美軍陸戰第2師，組成南部突擊部隊，從紐西蘭的惠靈頓出發，開往新赫布里底進行登陸預演，爾後駛往塔拉瓦環礁。“鸚鵡螺”號潛艇遣送海軍陸戰隊的一個連，對防禦薄弱的阿貝馬馬環礁進行偵察，決定在攻下馬金和塔拉瓦兩個環礁之後，再去進攻阿貝馬馬環礁。對吉爾伯特群島的進攻以及中太平洋的各次對日作戰，都是美國部隊實施的。
在登陸輸送隊向登陸地域航渡時，快速航空母艦特混艦隊的4個特混大隊全都及時出動，以便進行支援和掩護。其中，有兩個特混大隊從珍珠港出發；另有兩個特混大隊完成對臘包爾的空襲任務後，從南太洋趕赴戰場。在航空母艦特混大隊對吉爾伯特群島及其附近的日軍要地進行空襲時，北部和南部的兩支突擊部隊在海上會合，並以平行航向駛向馬金和塔拉瓦，準備於1943年11月20日晨同時在兩島實施登陸。
特納和史密斯兩位將軍雖然知道塔拉瓦環礁是日軍在吉爾伯特群島的防禦重點，但是，他們對馬金環礁的登陸作戰都很重視。因為馬金環礁是離馬紹爾群島最近的一個日軍基地，相距僅190海里，比塔拉瓦環礁近100海里。馬金環礁比較暴露，估計用一天時間就可攻下來，支援艦隊很快就可撤回。美軍認為，馬金環礁的主島——布塔裡塔裡島是一個設防較差，守軍較少的小島，決定派遣6500名地面部隊去進攻這個小島。實際上，在布塔裡塔裡島有日海軍陸戰隊284人，由一名海軍中尉指揮，另有水上飛機地勤人員(飛機剛撤走不久)、日軍的工兵和朝鮮的勞工等，共計不超過800人。
布塔裡塔裡島的形狀像一個鐵錘。美軍計劃先在該島突出部實施牽制性登陸，以便把日軍從它構築在錘柄約三分之一處的主要設防地帶吸引出來。2小時後，美軍在日軍的主要設防地帶進行第二次登陸，以便將日軍攔腰截斷。但總這一企圖未能圓滿實現，因為日軍基本上留在主要設防地帶未動，準備伺機對美登陸部隊進行反擊。美艦炮火力支援和艦載機的航空火力支援都很得力，上陸戰鬥沒有遇到多大抗擊。但是，地面部隊剛一上岸，就陷入了困境，這使霍蘭·史密斯將軍非常惱火。按原定計劃，只用一天時間肅清島上的日軍是不行的，光把日軍驅逐出其主要設防地帶就用了兩天時間，將其壓迫到錘柄的一端，又用了兩天時間。
這次作戰進展緩慢的原因是，指揮不力，第27師的訓練也欠妥。該師長期擔任夏威夷的警備任務，首次參加實戰。該師的軍官年齡較大，脫離現實，採用第一次世界大戰時的大陸作戰方式來訓練部隊。他們的戰術是部隊在炮火的掩護下，從容不迫、有條不紊地前進，而在敵戰鬥力未被炮火摧毀之前不能前進。這是不符合島嶼作戰要求的。在島嶼作戰中，必須迅速奪取勝利，以便儘快地把擔任支援的艦隊解脫出來。而且，如果預定攻佔的地域狹小，物資消耗不會超過補給能力的話，速戰速決就會打亂敵人的陣勢，使其失去堅決抵抗的機會。在這種情勢下，對負隅頑抗的孤立之敵可圍而不攻，留待後續部認殲滅之。
已經上岸的各部隊，受到幾名狙擊兵或者一兩挺機槍的阻擊，就幾個小時不能前進。夜間，偶有風吹草動就會引起神經過敏，甚至開槍射擊，放棄陣地。這從經驗不足、訓練不當的角度來看是不足為奇的。直到11月23日，美軍佔絕對優勢的登陸兵才以死64人、傷152人的代價，佔領了布塔裡塔裡島。日軍除陸戰隊1人、工兵和勞工104人被俘外，其餘全部被殲。在布塔裡塔裡的戰鬥中，美軍與日軍的兵力對比是23:1。從這一懸殊的兵力對比來看，美軍的傷亡率未免太大了。
馬金登陸作戰的最大損失不是已上陸的登陸兵，而是擔任支援的艦艇人員。11月20日實施艦炮火力支援時，舊式戰列艦“密西西比”號的炮塔爆炸，被炸死43人，炸傷19人。24日，艦隊未按原定計劃撤離馬金海面，一艘日本潛艇駛進這個海面並實施魚雷攻擊，擊中“利斯科姆灣”號護航航空母艦，該艦因航空炸彈爆炸而艦體折斷。燃燒著的重油從破損的艦體中流出，在900多名艦員中有近650人被炸死或燒死。在登陸作戰中，對海軍關於速度問題的主張，馬金島之戰已經作出了肯定的結論。
日軍佈置在中太平洋的飛機，由於前去保衛臘包爾，已經受到很大消耗。因此，美國航空母艦足以保護吉爾伯特登陸部隊的安全，使其不會因空襲而受到任何損傷。在實戰過程中，沒有一架日機飛臨馬金環礁上空；日軍雖對塔拉瓦進行了兩次小規模空襲，但未獲得戰果。在最初6天中，日軍唯一的一次較大的空襲是，20日晚從馬紹爾群島起飛16架魚雷轟炸機，襲擊了當時位於塔拉瓦以西約30海里的蒙哥馬利航空母艦特混大隊。日機被擊落11架。但有1架飛機投射魚雷，擊中“獨立”號輕型航空母艦。該艦有17人死亡、43人負傷。彈藥艙、鍋爐艙和後機艙進水，不得不駛往富納富提搶修。
25日晚，日軍從特魯克派來增援飛機，由馬紹爾群島起飛，空襲了當時還在馬金海域的特納北部突擊部隊和阿瑟·雷德福海軍少將的航空母艦特混大隊。特納采取了巧妙的規避運動，使日機一無所獲。雷德福的艦隻發揮了對空炮火的威力，也擊退了空襲的日機。次日夜，雷德福航空母艦特混大隊再次受到日機的襲擊時，則派出3架裝有雷達的夜間戰鬥機升交迎敵，使日機陷入混亂。雷達安裝在飛機上，這在歷史上還是一個創舉。在11月25-26日的日機空襲中，沒有一艘美艦被擊中。
與此同時，海軍陸戰隊的一個連和一艘潛艇，在小小的阿貝馬馬環礁上，創造了另外一種型別的登陸戰例。美軍雖已估計到奪取阿貝馬馬環礁並不一定很難，但是誰也沒有想到：不實施艦炮火力準備，不按常規的作戰方法實施登陸就能成功。海軍陸戰隊的偵察兵從“鸚鵡螺”號潛艇上岸後，發現島上僅有25名日本兵，便請求潛艇實施火力支援，接著發起進攻，一舉奪取了阿貝馬馬環礁。