冲绳岛战役发生于1945年4月1日至6月21日，是在琉球群岛中冲绳本岛进行的战役，是太平洋战场中规模最大的两栖登陆行动和伤亡人数最多的战役。
美军占领菲律宾后，冲绳在本土防御中的地位更加突出，冲绳岛一旦失守，日本在本土、朝鲜及中国沿海地区的制海权、制空权悉数丧失，日本赖以维持生存的通往东南亚的海上交通线将被切断。日军大本营判断，美军在进攻日本本土之前，必先在冲绳岛登陆，所以对冲绳防御极为重视。
1945年1月，日军在琉球群岛守备兵力为第32军，辖4个师团和5个旅团，以冲绳岛为防御重点，由第32军军长牛岛满中将指挥第9、第24、第62师团和独立第44旅团进行防御。牛岛满原计划以岛中部两个机场为核心防御地带，先以海上和空中的特攻作战削弱美军，再集中兵力将登陆之敌歼灭滩头。美军进攻菲律宾后，日军大本营将冲绳岛守备部队中最具战斗力的第9师团调往台湾，引起牛岛满强烈不满，即以兵力不足为由，放弃歼敌滩头计划，将防线从建有较完备工事的中部地区收缩到南部，依托筑垒地带实施持久防御。采取的作战方针是将美军诱至得不到海空火力支援的纵深地区，凭借预设阵地将其消灭，根据这一方针，日军将80%的兵力配置在以首里为中心的南部地区，北部和海岸仅配置少数部队。美军登陆前，日军在冲绳岛上的兵力为陆军两个师团和一个旅团，加上海军警备部队和陆战队，共约10万人。
早在1944年10月，美军参谋长联席会议就向太平洋战区下达了攻占冲绳岛的指令，由太平洋战区总司令尼米兹筹划。1945年1月3日，美军参谋长联席会议批准冲绳岛作战计划，2月9日批准登陆计划。登陆日期确定为1945年4月1日，于3月1日对冲绳岛猛烈空袭。
美军参战兵力为45.2万人，舰艇1500余艘，飞机2500架。第5舰队司令斯普鲁恩斯海军上将任总指挥。
日本本土航空基地距离美军塞班岛轰炸机基地在800海里以上，只有航母舰载机和B-29轰炸机能到达。由于航母编队已在海上征战多日，又要在即将开始的冲绳岛登陆中担当海空掩护，迫切需要在战役开始前休整。B-29归美国陆军航空兵的战略空军部队指挥，所以尼米兹向陆军航空兵司令阿诺德上将提出请求。阿诺德认为属战术任务，不愿出动B-29。尼米兹指出，海军在硫磺岛伤亡惨重，是替战略轰炸机取得基地，“战略空军宪章”规定战区总司令在紧急关头有使用战略轰炸机权利。阿诺德只得让步，同意将B-29用于对日本本土飞机制造厂和航空基地的轰炸。
第21航空队司令李梅少将为提高轰炸效果，将白天高空精确轰炸战术改为夜间低空轰炸，拆除B-29上除尾炮以外所有武器，载弹量增至7吨，全部使用燃烧弹，这一战术称“李梅火攻”。3月9日晚，334架B-29在东京投下近2000吨燃烧弹，将东京42平方千米城区化为一片废墟，建筑物被毁25万幢，100余万人无家可归，平民死亡达83000人，伤10万人。随后又以同样战术对名古屋、大阪、神户等城市大规模轰炸，至3月19日共出动B-29约1600架次，投掷燃烧弹近万吨，迫使日军疏散这些城市的飞机制造厂，大大降低了飞机产量。
3月27日和31日，第21航空队根据尼米兹的要求，转而轰炸日军在九州的各机场，使九州地区的航空兵几乎瘫痪。同一时间，美军组织的攻势布雷又将下关海峡彻底封锁，阻止了日海空军对冲绳岛的增援。
美军第5舰队航母编队第58特混编队，由编队司令米切尔指挥，于3月14日从乌利西基地出发，攻击日本本土，第5舰队司令斯普鲁恩斯随同编队行动。3月17日夜，特混编队被日军侦察机发现，对此日军大本营内部出现了两种不同意见，有的认为这是美军为在冲绳登陆而实施的预先航空火力准备，应迅速反击；有的认为应当在登陆开始之后再反击，在情况未明之前不应轻易出击，以免不必要的损失。最后大本营考虑到航空兵力损失严重，新部队正在突击训练，因此只要美军登陆的迹象不明显，就尽可能不动用航空兵，以保存实力。
3月18日，第58特混编队到达距九州东南约90海里处，从凌晨开始出动舰载机攻击九州机场。日本第5航空舰队司令宇桓缠海军中将虽然接到待美军登陆编队出现时再出击的命令，但认为如果任凭美军轰炸，他的航空兵力都将被消灭在地面上，遂下令出击。193架日机对美军舰队发起攻击，“企业”号航母中弹一枚，一架日军自杀机在“勇猛”号航母舷侧被击中爆炸，碎片落到航母机库甲板，引起大火，舰上水兵死2人，伤43人，“约克敦”号航母也被击伤，舰体被炸开两个缺口，水兵死5人，伤26人，所幸三舰伤势都还不重。日机则损失161架。
3月19日，美军航母编队出动近千架舰载机，轰炸吴港、大阪和神户的飞机制造厂和九州、四国等地机场，日军第5航空舰队出动飞机反击。“黄蜂”号航母中弹数枚，燃起大火，舰员死101人，伤269人。
更大灾难在后面，7时许，“富兰克林”号航母舰载机正在起飞，一架日军“彗星”轰炸机俯冲而下，在30米高度投下两枚炸弹，一枚在机库甲板爆炸，另一枚穿透两层甲板，在军官舱附近爆炸。航母机库里全是加满油挂满炸弹的飞机，爆炸后立即引起连锁爆炸，大火引起的浓烟直冲云天，几十架飞机被炸毁，舰员伤亡多达数百人。“富兰克林”号甲板上遍布飞机残骸，大火蔓延到后甲板弹药堆，引起了更大爆炸。第2大队司令戴维森海军少将通知舰长盖尔斯上校可以下令弃舰，盖尔斯认为还能挽救。戴维森立即调动第2大队其他军舰救援，“圣非”号轻巡洋舰用钢缆拖住“富兰克林”号，阻止倾覆沉没。盖尔斯下令向弹药舱注水，避免更大爆炸，注水后航母开始****。9时30分，锅炉停止工作，****加剧，“圣非”号眼看无力控制倾斜，担心被航母巨大的舰体拖翻，只得砍断钢缆。“匹兹堡”号重巡洋舰赶来，布置钢缆阻止“富兰克林”号倾斜，经过努力，终于制止航母倾斜，“圣非”号再度靠近航母，将钢缆以前主炮作支点，系上航母，协同“匹兹堡”号一起矫正航母倾斜。
18、19日两天的突击中，美军损失舰载机116架，1艘航母遭重创，4艘航母和1艘驱逐舰被击伤，在空中和地面上共消灭日机528架，炸沉炸伤日舰22艘，并对九州地区的飞机制造厂和航空基地造成了较大破坏。
3月20日，天气转雨，第58特混编队南撤，日军因航空兵力损失严重，只以少数飞机进行了零星袭扰。3月22日，第58特混编队与后勤支援大队的补给船只在海上会合，补充粮、弹、油。3月23日，第58特混编队到达冲绳岛以东100海里水域，开始对冲绳群岛进行预先航空火力准备。日军大本营认为是美军航母编队向乌利西返航时的顺便之举，并不以为然。
3月16日，英军第57特混编队从马努斯岛出发，20日抵达乌利西基地短暂休整。23日从乌利西起航，向先岛群岛航行。26日拂晓到达先岛群岛主岛宫古岛以南100海里处，随即出动舰载机对岛上机场实施突击。
这支航母编队共有4艘23000吨级航母，排水量与美军的“埃塞克斯”级航母相差无几，但舰载机只有36架，仅为美军航母载机数的一半，原因是英舰飞行甲板及弹药舱、机舱等舱室都有50毫米厚装甲钢板，后来面对日军自杀飞机撞击时，英舰生存能力要比美舰强。
斯普鲁恩斯命令德金海军少将指挥第52特混编队第1大队的护航航母与英军航母协同，共同对先岛群岛和台湾北部机场进行压制性轰炸，给日军的航空兵力和机场设施造成严重破坏。在美军登陆编队到达冲绳岛海域前，第58和第57特混编队已经有效地削弱了日军在冲绳群岛北南两个方向的航空兵力，进一步孤立了冲绳岛守军。
3月17日，第52特混编队制定庆良间列岛登陆计划，根据空中侦察，日军在庆良间列岛的防御薄弱，决定以第77师主力在6个较大岛屿同时登陆，力争一举夺取庆良间列岛。
3月23日，布兰迪海军少将指挥第52特混编队对登陆作战实施支援，对冲绳岛接近航道进行扫雷，护航航母则出动舰载机对冲绳岛、庆良间列岛日军进行轰炸，以掩护扫雷行动。
3月25日，支援编队中的两艘巡洋舰和3艘驱逐舰对庆良间列岛实施预先火力准备，掩护水下爆破大队侦察各岛屿登陆地点的海滩情况，发现久场岛和屋嘉比岛两岛屿预定登陆点水下密布暗礁，登陆艇无法直接驶上海滩，只能使用履带登陆车，而现有履带登陆车不能满足在6个岛屿同时登陆的需要，因此美军临时改变计划，先只在其他4个岛屿登陆。
3月26日凌晨，第51特混编队11艘战列舰、11艘巡洋舰、24艘驱逐舰和8艘护卫舰对冲绳岛实施炮火准备，掩护庆良间列岛登陆。7时，第77师由430余艘登陆舰艇运送，分4路，在海空火力支援下，同时在坐间味岛、阿嘉岛、庆留岛和外地岛登陆，日军抵抗微弱。黄昏时，美军占领4岛，开始在庆良间海峡布设浮标等锚地设施。入夜后，日军以自杀飞机和自杀艇对登陆美军进行了特攻袭击，虽给美军造成些损失，但对战斗已没多大影响。
3月27日，美军向其余岛屿发展进攻，占领了庆良间列岛。
3月31日，美军第77师占领庆良间列岛与冲绳岛间的庆伊濑岛（距冲绳岛约6海里），两个155毫米炮兵营组成的野战炮兵集群上岛建立阵地，以支援冲绳岛登陆。而冲绳岛的登陆行动在此前已经开始了。
3月26日4时，第51特混编队炮击冲绳岛，天亮后，第58特混编队的航母舰载机和第52特混编队护航航母舰载机以及从马里亚纳、菲律宾起飞的陆军航空兵对冲绳岛进行了持续轰炸。
3月29日，美军扫雷舰已将接近冲绳岛航道中的水雷清扫干净，战列舰、巡洋舰能够驶到很近距离，进行精确射击。
至3月30日，美军的火力准备已5天，而冲绳岛上10万日军居然没有任何还击，让美军非常奇怪。
4月1日，美军登陆编队于拂晓时分到达冲绳岛海域，并开始换乘。4时许，特纳发出登陆命令，美军炮火支援编队的军舰随即开始射击，掩护登陆部队抢滩上陆。陆战2师首先在冲绳岛东南海岸登陆，实施佯攻，以吸引日军注意，分散日军兵力，为真正的登陆创造有利条件。8时，美军登陆的主攻部队从登陆舰转上登陆艇，登陆艇排成5个攻击波向岸上冲去。
陆战1师、陆战6师和陆军第7师、第96师，在冲绳岛西海岸从北到南正面约9千米地段登陆。8时28分，美军飞机结束扫射，舰炮停止射击，第一波登陆艇此时距海滩仅70米。8时32分，第一波登陆部队冲上岸。整个登陆过程，日军没有任何抵抗。
4月2日，美军开始向东推进，以切断日军防线。4月4日，美军两个陆战师横跨整个岛屿到达东海岸的中城湾，占领岛中部地区，将日军防线一分为二。原计划15天完成的任务，仅4天就实现了。
日军原计划在美军实施冲绳岛登陆时发动“天号作战”，集中陆海军飞机，攻击美军登陆舰艇。当3月26日美军在庆良间列岛登陆时，日军判断美军对冲绳的登陆已开始，海军联合舰队司令丰田副武大将下令实施“天号作战”，但“天号作战”的主力第5航空舰队的岸基航空兵，在反击美军对九州地区的空袭中损失惨重，已无力组织大规模作战。而海军其他航空兵部队大多还在训练中，陆军航空兵则还没来得及调到九州，因此，日军只出动了少量飞机进行攻击。
从3月26日至31日，包括侦察机在内，日军出动的飞机才100架次，其中自杀飞机约20架次。尽管“天号作战”草草收场，出击的自杀飞机数量虽少，还是给美军造成了一定损失。3月31日，美军第5舰队司令斯普鲁恩斯的旗舰“印第安纳波利斯”号巡洋舰被日军的自杀飞机撞中，舰体被撞出两个大洞，紧急前往庆良间列岛抢修，斯普鲁恩斯只得改旗“新墨西哥”号战列舰。至4月5日，日军共击沉快速运输舰1艘，击伤包括战列舰两艘、护航航母1艘、巡洋舰3艘在内的39艘各型舰艇。
4月6日、7日，日军以九州的第5航空舰队和第6航空军为主要兵力，台湾和先岛群岛的第1航空舰队和第8飞行师团为辅助兵力，出动飞机699架，其中自杀飞机355架。击沉美军驱逐舰3艘、坦克登陆舰1艘和万吨级军火船两艘，击伤战列舰、航母、护卫舰和布雷舰各1艘、驱逐舰8艘，美军伤亡有数百人之多。日军将这两天的战斗称为“菊水一号”作战，出击的日机共被击落335架，约占出击总数的48%。
4月12日、13日，日军发动了“菊水二号”作战，因为“菊水一号”作战中损失的飞机还没来得及补充，所以出击的飞机数量要比第一次少，共392架，其中自杀飞机202架。由于兵力不足，日军在攻击战术上作了一些改进，先出动战斗机吸引美军的战斗机，当美军战斗机燃料耗尽返回母舰时，攻击机才飞临目标上空进行攻击，同时日军开始使用一种新式武器——“樱花弹”，实际上是火箭助推的载人航空炸弹，由攻击机携带到达战区后脱离载机，由敢死飞行员驾驶冲向目标，装有一吨烈性炸弹，由3台固体燃料火箭发动机推进，时速高达800千米，威力很大，美军则称之为“八格弹”。此次作战，日军共击沉美军驱逐舰、登陆舰各1艘，击伤战列舰1艘、驱逐舰6艘、护卫舰3艘、扫雷舰、布雷舰和登陆舰各1艘，日军损失飞机205架。4月中旬开始，美军为了减少损失，派出雷达警戒舰，当发现日机时，一边发出预警，一边引导战斗机前去拦截。此外还在刚占领的冲绳岛机场上布置大量战斗机，专门用于截击日军来犯飞机。
4月16日，日军发动“菊水三号”作战，出动飞机498架，其中自杀飞机196架，击沉美军运输舰和军火船各1艘，击伤航母、驱逐舰、医院船各1艘，运输舰两艘，日机损失182架。此次战斗，“拉菲”号担任雷达警戒舰，早上8时，日军50余架飞机飞来，由于空中双方飞机混杂，“拉菲”号怕误伤己方飞机，没敢开火。很快两架日军自杀机猛冲过来，“拉菲”号迅速开火击落，随即又有20余架日机从几个方向扑来，“拉菲”号全力以赴，组织全舰火力对空射击。日机集中攻击，使“拉菲”号难以兼顾，先后被3架自杀飞机撞中，其中一架正撞在127毫米尾主炮的炮塔上，剧烈的爆炸当场就将炮塔炸飞，火焰和浓烟喷涌而出，高达60米，甲板上到处是日军自杀飞机航空燃油溅洒所引起的燃烧，火势熊熊，损管队员冒死拼搏，竭力控制火势蔓延。紧接着一架日机投下的炸弹命中20毫米高射炮的弹药舱，引发更大爆炸，将舵机炸坏，“拉菲”号失去了机动能力。不久又有两架自杀飞机撞上“拉菲”号，进一步加剧伤势，“拉菲”号后半部火炮全部被炸毁，只剩前部4座20毫米炮还在坚持战斗，生死搏斗持续80分钟。“拉菲”号共遭到了22架自杀飞机的攻击，击落9架，但被5架撞中，还有4枚炸弹命中。“拉菲”号受到的创伤如此之重，凭着全体舰员的努力，最终没有沉没。350名舰员中死32人，伤71人，几乎占1/3。次日被拖船拖到庆良间列岛锚地紧急抢修。4月22日依靠修复的自身动力驶到关岛，最后于5月22日驶抵本土西雅图，直到战争结束后的9月6日才修复。
日军这三次菊水作战都是在白天进行的，虽然容易发现美军目标，也取得不少战果，但代价相当巨大。对日军而言，无论是损失的飞机，还是飞行员都很难迅速补充，因此随后的菊水作战，日军只得改为夜间攻击。
4月21日和22日，日军出动飞机317架，其中自杀机131架，实施“菊水四号”作战。5月4日和11日，日军为弥补损失的飞机，将水上侦察机也改装成自杀机，投入特攻攻击，共出动飞机597架，其中自杀机300架，先后发动了“菊水五号”和“菊水六号”作战。5月24日、25日、27日和28日，日军又将教练机改装成特攻机，以增加特攻机的数量，接连发起了“菊水七号”和“菊水八号”作战，共出动飞机737架，其中自杀机208架。6月3日和21日、22日，日军竭尽全力，出动飞机502架，其中自杀机114架，发动了“菊水九号”和“菊水十号”作战。
从4月6日至6月22日，日本零星出击的飞机总数高达4109架次，其中自杀机917架次，加上10次菊水作战出动的飞机，总计7851架次，其中自杀机2423架次。虽被击落4200余架，但给美军造成巨大损失，共击沉美军军舰33艘，击伤360余艘。在美军被击沉的33艘军舰中26艘是被自杀机击沉的。就连米切尔的旗舰“邦克山”号航母也于5月11日“菊水六号”作战中被两架自杀机撞中，损伤极其严重，舰员死亡和失踪达396人，伤264人，其中一架自杀机撞上母舰，米切尔司令部所在舱室的14名参谋军官当场阵亡。米切尔率司令部其余人员转移到“企业”号航母上，不料3天后，“企业”号也遭到了自杀机撞击，失去航行能力，米切尔在3天里两易旗舰。由于日军自杀机的疯狂攻击，美国海军高级将领不得不一直留在冲绳海域指挥作战。相比之下，英军参战的4艘航母虽遭到日军自杀机的撞击，但损伤远比美军小，这是因为英军航母具有装甲飞行甲板和设计坚固的封闭机库结构，所以抗损伤能力和耐撞击能力要比美军航母强。
日本海军联合舰队经莱特湾一战后，主力已折损大半，残余的水面舰艇退至文莱，整编为第2舰队，伊藤整一接替因在莱特湾海战中出现重大指挥失误而被撤换的栗田健男出任司令，于1944年11月24日回到日本本土的吴港。1945年3月17日，联合舰队判断美军对冲绳的登陆迫在眉睫，命令第2舰队前出至濑户内海西部的德山锚地，做好随时出击的准备。
4月5日，联合舰队决定以第1舰队的“大和”号战列舰、“矢矧”号巡洋舰和“冬月”、“凉月”、“矶风”、“滨风”、“雪风”、“朝霞”、“霞”、“初霜”号8艘驱逐舰组成海上特攻队，配合菊水一号航空特攻作战，4月8日拂晓突入冲绳以西海域，支援冲绳岛上守军。
日军燃油严重短缺，联合舰队搜集到2500吨燃油，还不到“大和”号燃油舱容量6400吨的一半，勉强保证前往冲绳的单程油耗所需，因为航空兵力全数投入菊水作战，这支出击的舰队没有任何空中掩护，是彻底的自杀性海上特攻行动。
因为下关海峡已被美军布设的水雷封锁，4月6日下午，日军舰队只得经丰后水道沿九州岛南下。4月7日6时，舰队通过大隅海峡，经九州岛最南端的佐多岬后，伊藤整一决定以280度航向先向西，尽量避开美军飞机的搜索，到黄昏后再转向冲绳。其实早在日军舰队经过丰后水道时，就已经被在丰后水道的美军“线鳍鱼”和“棘鱼”号潜艇发现了。这两艘潜艇将敌情迅速向斯普鲁恩斯报告，斯普鲁恩斯立即命令戴约少将指挥第54特混编队的6艘战列舰、7艘巡洋舰和21艘驱逐舰，从冲绳海域迅速北进，尽可能引诱日军舰队向南，使其得不到岸基航空兵的支援，也不能迅速撤回本土，以利第58特混编队的航母舰载机实施攻击。如果舰载机未能将其消灭，第54特混编队的战列舰和巡洋舰就以舰炮火力歼灭之。同时命令米切尔的第58特混编队做好战斗准备。米切尔随即率领第58特混编队的第1、3、4大队向冲绳东北海域航进，以占领有利的出击位置，第2大队因正在冲绳以东海面进行水上补给，没有参加此次战斗。
4月7日拂晓，第58特混编队出动了40架飞机，呈扇面搜索冲绳北面海面，而担负突击任务的机群则在航母甲板上待命，只等一发现日舰就立即起飞攻击。8时32分，“埃塞克斯”号航母的侦察机在甄列岛西南发现了日军舰队正以12节航速300度航向行进。正在空中巡逻的两架水上飞机闻讯后，立即赶到目标所在海域跟踪监视。
9时15分，米切尔派出了16架战斗机对日舰跟踪监视。美军飞机在日舰高射炮射程之外盘旋，并不断向米切尔报告日舰的位置、航向和航速。12时30分，美机飞临日舰上空，日军舰队排成菱形队形，“大和”号居中，巡洋舰和驱逐舰在四周，正以26节航速行进。
美军集中攻击“大和”号，有4枚炸弹落到了“大和”号3号主炮塔附近，随后左舷先后被数枚鱼雷和美机投下的重磅炸弹击中。14时23分，“大和”号主炮弹库大爆炸，随后沉没。全舰2767人中仅有269人获救。与此同时，部分美机对“矢矧”号巡洋舰和驱逐舰发动攻击，“矢矧”号被7枚鱼雷和12枚炸弹击中，于14时倾覆沉没。“矶风”、“朝霞”和“霞”号驱逐舰先后遭到重创，不得不自行凿沉。“大和”号沉没后，第41驱逐舰大队大队长吉田正义大佐接替指挥，一面组织残余舰只打捞落水人员，一面向联合舰队司令发电报告战况并请示下一步行动指示。16时39分，联合舰队司令丰田鉴于预期计划已无法实现，决定终止海上特攻，吉田随即率领余下的4艘驱逐舰回到佐世保基地。
美军的战列舰、巡洋舰编队还未投入战斗，日军的这支海上特攻舰队就被美军舰载机所消灭。美军共出动舰载机386架次，其中战斗机180架次，轰炸机75架次，鱼雷机131架次，被日舰击落10架。日本海军在冲绳海域活动的11艘潜艇，由于美军反潜兵力雄厚，警戒严密，未获任何战果反被击沉8艘。至此，日本海军对冲绳岛守军的支援均告失利。
冲绳岛上的地面战斗在4月8日前一直较顺利，4月4日美军陆战1师和陆战6师攻占中部地区，将日军分割为南北两部分后，美军兵分两路，海军陆战队第3军向北，第24军向南，逐步推进。北面的第3军在到达冲绳岛颈部前，只遇到微弱的抵抗，直到4月8日才开始遇到日军顽强抵抗，至18日北半部日军基本被肃清。陆战1师到达有铭湾，陆战6师则到达最北面的边户崎，并于4月21日全部占领冲绳岛北部地区。
4月16日，攻占庆良间列岛的第77师在冲绳岛西面的伊江岛登陆，经过5天战斗，21日占领该岛。但第24军对南部地区的进攻非常艰难，因为日军在冲绳岛的主力就部署在南部，而且充分利用悬崖峭壁、深沟高谷等险峻地形构筑起坚固隐蔽的防御工事，美军进展极其缓慢。牛岛在大本营一再督促下，准备于4月8日对机场总反击。但在4月7日下午，发现那霸附近海面有美军舰船活动，担心美军会从反击部队侧后实施登陆，加上他对这次反击就不积极，正好以此为借口取消反击，而将全部兵力用于依托工事进行坚守防御，给第24军造成很大困难。
4月9日，由于第24军遭到顽强抵抗，推进严重受阻，美军将留船预备队第27师投入南线作战。4月13日，美国总统罗斯福逝世。日军乘机大做文章，散播题为“美国的悲剧”的传单，声称特攻作战将击沉美军所有战舰。日军大本营催促牛岛抓住时机发动反击，但牛岛没按照大本营的指示投入全部力量，只投入部分兵力对嘉数高地的美军反扑。日军先以敢死队员怀抱炸药采取自杀攻击方法炸毁美军坦克，再对失去坦克掩护的美军步兵发起冲锋，美军在日军冲击下，节节败退，死伤将近5000人，全凭后续部队的重炮和海空优势火力才将日军攻势遏制。
4月19日，美第24军3个师从那霸以北约6.5千米发动大规模进攻。5时40分，海军6艘战列舰、6艘巡洋舰和8艘驱逐舰对日军阵地猛烈炮击。6时，陆军27个炮兵营对日军炮击40分钟，海军和陆战队650架飞机对日军阵地实施航空火力准备，投下大量凝固******。在猛烈持续的火力打击后，第24军发起进攻，但日军利用坑道躲避美军的轰击，当美军炮火开始延伸地面部队展开攻击时，才进入阵地迎战，美军的攻势一次次被瓦解。
日军战斗意志顽强，每个山头，每个碉堡，每个坑道，甚至每块岩石，美军都经过血战才能夺取。激烈战斗5天，美军进展不过数米。性格暴躁的特纳大为不满，指责第10集团军司令巴克纳，引起陆海军间争执。
4月22日，尼米兹和美海军陆战队司令范德格里夫特飞往冲绳岛。次日，尼米兹、范德格里夫特和斯普鲁恩斯在冲绳岛美军已占领地区视察，尼米兹怀疑陆军缓慢推进只是为了减少伤亡，而不顾海军在冲绳海域支援编队安危，要求陆军加快推进速度，以便支援编队从日军自杀特攻中尽早脱身。第10集团军司令巴克纳表示这是地面作战，言下之意是冲绳岛战斗不需海军插手。尼米兹回敬：“这是一次地面作战，但我每天损失一艘半军舰，所以如果5天里不能取得突破，我将抽调别的部队来。”在海军的强烈要求下，巴克纳决定将陆战1师和陆战6师调到南线加强正面进攻，而不是范德格里夫特在日军侧后实施登陆的方案。这一意见得到尼米兹同意。
美军推进至日军主要防线约4500米前，双方陷入僵持，巴克纳乘机调整部署，将北部的陆战1师和陆战6师调到南线，而将南线的第27师调到北半岛，接替两个陆战师的防务；攻占伊江岛的第77师接替第96师，投入南线；96师休整十天，再替换第7师休整。美军完成调整后，以4个师展开攻击，采取两翼包抄战术，迂回夹击日军主要防线。4月24日，美军终于取得了进展，克服了日军的顽强抵抗，突破了牧港防线。
5月4日，牛岛见美军步步进逼，为争取主动，发动了孤注一掷的总反攻，以部分兵力由驳船运送在美军战线后方海岸登陆，配合主力从正面发动的攻击。由于得不到海空军支援，登陆部队在航进途中遭到美军驱逐舰和地面炮火的轰击，未上岸就被消灭。正面主攻部队离开防御工事后，遭到美军优势炮火集中轰击，不到24小时反攻就被粉碎。牛岛这次反击损失大量人员，消耗的弹药难以补充，牛岛不得不下令，每门炮平均每天只有10发炮弹，严重影响了日后作战。
5月8日，美军投入喷火坦克和重型坦克，冒着日军的炮火，将凝固汽油射入日军隐藏的山洞和坑道，日军终于支撑不住，防线逐渐被突破，牛岛组织部队有序地撤往下一个防线。战斗发展成一种模式：日军先是凭险死守，接着美军在猛烈火力支援下取得突破，日军后撤到下一道防线再死守，如此周而复始，日军防区逐渐缩小。
5月19日，奥山和各小队队长以及飞行队长讨论作战方案，决定奥山指挥3个小队搭乘8架飞机攻击读谷机场，渡边大尉率领两个小队搭乘4架飞机攻击嘉手纳机场，定于5月23日发起攻击。由于天气原因，推迟到5月24日。当天18时40分，运载“义烈空降队”的12架飞机陆续起飞，途中有4架飞机因故障返航或迫降，另有4架飞机在接近冲绳岛时被美军击落，机上所载人员全部丧生，只有4架于22时抵达目的地。突击队员向机场上停放的飞机投掷手榴弹和燃烧弹，顿时两处机场都燃起冲天大火。美军这才反应过来，急忙开火还击，在两处机场上降落的突击队员连同机组人员共56人，全被消灭，美军亡2人，伤18人，7架飞机被击毁，26架飞机被击伤，70000余加仑的航空汽油被烧毁，损失巨大。嘉手纳机场的大火到26日20时才被扑灭。读谷机场上的大火更是直到27日早上才被扑灭，这两机场也因此瘫痪了近三天三夜，日军取得了不小战果。
冲绳岛上的激战仍在进行。美军于5月27日攻占了那霸，并继续向冲绳岛的首府首里城攻击前进。5月31日，美军突破了日军核心防御地带首里防线，海军陆战队攻入已是一片废墟的首里城。第10集团军司令巴克纳以为冲绳首府被占领，意味着战斗即将结束，但他的想法大错特错了。
牛岛率余部退到岛南端的最后防线，这是由两座山峰构成的天然屏障，地势崎岖险峻，牛岛决心以此为依托，战至最后一兵一卒。日军的抵抗丝毫没有减弱，美军主要依靠喷火坦克开路，不少浑身着火的日军冲出阵地，抱住美军士兵同归于尽。面对日军疯狂抵抗，美军海陆空对日军据守的岛南部几平方千米地区进行了最猛烈轰击，日军则死战不退。6月3日，哈尔西急于从被动挨打的冲绳海域脱身，一面在冲绳群岛各岛屿设立雷达站，形成早期预警雷达网；一面从菲律宾调来了部分海军战斗机部队，进驻冲绳岛机场。然后亲率第38特混编队北进，袭击日军在九州地区的航空基地。
6月4日，美军陆战6师两个团在小禄半岛登陆，迂回攻击日军侧背。6月5日，台风席卷日本九州，美军第3舰队有32艘舰船受创，142架飞机损毁。
6月8日，美军第38特混编队再次北上，空袭日军九州航空基地。随后哈尔西将希尔指挥的登陆编队留在冲绳海域，以编队中的护航航母舰载机协同海军陆战队和陆军航空兵，保护登陆滩头和运输船只，自己率领第38特混编队于6月13日到达莱特湾。这支部队已经在海上战斗了92天。现在将在莱特湾做短暂的休整，为7月间向日本本土发动最后一击做准备。
6月17日，美军投入预备队陆战2师，协同正面和侧翼友军围歼日军。此时日军遭到全歼只是时间问题了，为了避免不必要的伤亡，巴克纳用明码电报和广播向日军劝降，牛岛根本不为所动，以枪炮射击作为答复。
6月18日，巴克纳中将亲临前线督战，当他在陆战8团团部附近小山上观察部队推进时，日军一发炮弹飞来，崩飞的弹片和尖锐的碎石片击中他头部，当场身亡。他成为美军在整个太平洋战争中阵亡的军衔和职务最高的将领。第10集团军司令由海军陆战队第3军军长盖格少将代理，盖格因此成为指挥最多陆军部队的海军陆战队将军。
6月19日，牛岛在编号第89的山洞坑道里向东京发出诀别电，然后指示部下做决死进攻。6月22日，美军突破日军最后防线，攻到了冲绳岛最南端的荒崎，将残余日军分割成三部分。日军很清楚，末日就要到来了，在坑道里，卫生兵给伤员注射大剂量吗啡，使他们平静地死去。
6月23日凌晨4时，牛岛知道美军即将占领他所在的摩文仁坑道，脱下军装，换上和服，与身边的参谋喝完了诀别酒，然后剖腹自杀。他的参谋长等也随之自杀。至此，日军有组织的抵抗平息。零星日军抵抗仍在继续，清剿残余日军的工作持续到6月底。7月2日，尼米兹宣布冲绳战役结束。
冲绳战役负责为登陆编队提供海空掩护的，一支是美军第5舰队第58特混编队，由米切尔中将指挥，计16艘航母、8艘战列舰、18艘巡洋舰和56艘驱逐舰，搭载舰载机1300余架；另一支是英国太平洋舰队，属美军第5舰队建制，番号为第57特混编队，由英国海军中将罗林斯指挥，下辖4艘航母、两艘战列舰、5艘巡洋舰和15艘驱逐舰，搭载舰载机150余架。
登陆编队也称为联合远征军，由特纳中将指挥，登陆舰艇约500艘，护航及支援舰只有护航航母28艘、战列舰10艘、巡洋舰14艘、驱逐舰74艘、护卫舰76艘，舰载机约800架，连同后勤保障和运输船只，总共达1300余艘。地面部队主力是第10集团军，由巴克纳陆军中将任司令，下辖海军陆战队第3军和陆军第24军。另有4个师为预备队。陆军第77师先担负攻占庆良间列岛和伊江岛作战，然后作为战役预备队，陆军第81师则是总预备队，在新喀里尼亚岛待命。共计10个师，18万人。战役总指挥是第5舰队司令斯普鲁恩斯海军上将，战役代号“冰山”，意为如此庞大的参战兵力，仅仅是冰山露出水面的一角，犹如冰山水下部分的更大规模的部队将在登陆日本本土时出现。
冲绳战役从3月18日美军航母编队袭击九州开始，至6月22日冲绳岛战斗基本结束，历时96天。日军死亡90000余人，被俘7400人，居民死亡约10万人，损失飞机7830架，损失包括“大和”号战列舰在内的16艘水面舰艇。美军伤亡70000余人（含非战斗减员26000人），损失飞机763架，舰艇被击沉36艘，击伤368艘。这是美日两军在太平洋岛屿作战中规模最大、时间最长、损失最重，也是最后一次战役。英国首相丘吉尔认为，冲绳战役将以史诗般的战斗，列入世界上最激烈、最著名的战斗而流传后世。
鉴于战役中所付出惨重伤亡，美军没有举行大规模庆祝活动。
