Vào ngày 10 tháng 2 năm 1945, "Dortch" lên đường trong thành phần trinh sát cho Lực lượng Đặc nhiệm 58 trong đợt không kích lên khu vực vịnh Tokyo trong các ngày 16 và 17 tháng 2. Sang ngày hôm sau, nó cùng tàu khu trục tấn công và gây hư hại nặng cho một tàu canh phòng Nhật Bản, nơi chiếc tàu khu trục chịu đựng 14 thương vong. Đến ngày 19 tháng 2, nó có mặt ngoài khơi Iwo Jima cho cuộc tấn công đổ bộ lên đảo này, và tiếp tục tuần tra ngoài khơi hòn đảo vào ban ngày và bảo vệ các tàu vận chuyển vào ban đêm. Nó tham gia cùng các tàu sân bay trong cuộc không kích xuống Tokyo vào ngày 25 tháng 2, cùng các phi vụ trinh sát hình ảnh xuống Okinawa vào ngày 1 tháng 3. Quay trở lại nhiệm vụ tại Iwo Jima, nó lên đường vào ngày 29 tháng 3 để đại tu tại vùng bờ Tây, về đến San Francisco vào ngày 21 tháng 4.