As autoridades americanas dizem que o cerco do Exército sírio à região, que já dura meses, deixou muitos moradores presos e necessitando urgentemente de alimentos, água e remédios.
Elas também citam "relatos sem precedentes" de crianças morrendo de má-nutrição a apenas poucos quilômetros do palácio presidencial.
O Exército sírio advertiu que os bairros rebeldes devem se entregar ou morrer de fome.
Autorização para comer cães e gatos
Ao menos três subúrbios de Damasco - Yarmouk, leste de Ghouta e Moudamiyah - estão cercados pelas tropas do governo há vários meses.
A situação se tornou tão desesperadora que no início da semana alguns clérigos muçulmanos emitiram um decreto religioso permitindo às pessoas comerem gatos, cachorros e burros para poderem sobreviver.
Esses animais são normalmente considerados impróprios para o consumo pelas normas islâmicas.
Segundo o correspondente da BBC em Damasco Paul Wood, no mercado de Yarmouk os únicos alimentos disponíveis nesta semana eram rabanetes e algumas verduras.
Armas com cheiro de pão
"Pedimos que o regime sírio aprove imediatamente a entrada de comboios humanitários", afirmou na sexta-feira em um comunicado a porta-voz do Departamento de Estado dos Estados Unidos, Jen Psaki.
Ela advertiu ainda que "aqueles que são responsáveis por atrocidades nos subúrbios de Damasco e em toda a Síria serão identificados e responsabilizados".
Segundo ela, em Moudamiyah "as pessoas estão sem suas necessidades básicas por quase um ano, e as ações deliberadas do regime para evitar a chegada da ajuda humanitária vital a milhares de civis são injustificáveis".
Imagens obtidas pela BBC em Yarmouk mostram famílias lutando para encontrar algo para comer.
Um menino de 11 anos, que disse ter visto vários amigos morrerem, disse: "Estamos cansados disso. Se eles (as tropas do governo) querem nos atacar com armas químicas, que façam isso! Mas será que podem fazê-las com cheiro de pão, para podermos morrer felizes?".
Ativistas sírios dizem que estão começando a registrar as primeiras mortes por complicações provocadas por má-nutrição no conflito sírio.
Mais de 100 mil pessoas já morreram nos mais de dois anos de guerra civil na Síria.