"Saratoga" đến Ulithi ngày 7 tháng 2 và rời khỏi đó ba ngày sau cùng với chiếc "Enterprise" cùng bốn đội đặc nhiệm tàu sân bay khác. Sau khi thực tập đổ bộ cùng Thủy quân Lục chiến tại Tinian ngày 12 tháng 2, lực lượng tàu sân bay thực hiện nhiều cuộc tấn công trên các đảo Nhật Bản chính quốc trong các đêm 16 và 17 tháng 2, trước Trận Iwo Jima. "Saratoga" được phân công yểm hộ trên không trong khi các tàu sân bay khác tấn công các đảo Nhật Bản, nhưng trong quá trình đó các máy bay tiêm kích của nó cũng tham gia tấn công hai sân bay Nhật Bản. Lực lượng được tiếp nhiên liệu trong các ngày 18 và 19 tháng 2, rồi đến ngày 21 tháng 2, "Saratoga" tách ra khỏi lực lượng cùng với ba tàu khu trục hộ tống để tham gia các lực lượng đổ bộ tiến hành các phi vụ tuần tra đêm bên trên Iwo Jima và các phi vụ đêm bên trên đảo Chi-chi Jima gần đó. Tuy nhiên, khi nó đến khu vực hoạt động vào khoảng 17 giờ ngày 21, một cuộc tấn công đã xảy ra. Lợi dụng mây che phủ thấp và lực lượng hộ tống của chiếc "Saratoga" không đầy đủ, sáu chiếc máy bay Nhật đã đánh trúng năm lần trong vòng ba phút. Sàn đáp phía trước của chiếc "Saratoga" bị hư hại, mạn phải tàu bị thủng hai lỗ và đám cháy bùng phát trong kho chứa máy bay, 123 thủy thủ đoàn thiệt mạng hay mất tích. Một đợt tấn công khác diễn ra lúc 19 giờ với thêm một trái bom trúng đích. Đến 20 giờ 15, đám cháy được kiểm soát và chiếc tàu sân bay bắt đầu nhận về những máy bay của nó, nhưng nó được yêu cầu đi đến Eniwetok, và sau đó là quay về Bờ Tây để được sửa chữa, và nó về đến Bremerton ngày 16 tháng 3.