1945年4月1日8時30分，是美軍在衝繩島的突擊登陸時刻。在美軍的整個突擊登陸過程中，隻遇到日軍零散的炮火還擊，並未遇到任何有力的抵抗，因此進展十分順利。從4月5日起，衝繩島作戰已基本轉入陸上戰鬥，日軍的抵抗逐漸增強，陸上戰鬥進入激烈階段。
日軍大本營為了配合島登陸軍的抵抗，從4月6日起組織了航空兵“菊水作戰”和聯合艦隊“特攻作戰”。從4月6日到6月22日，日本海軍航空兵共組織了10次“菊水作戰”，共出動飛機約3742架次。同時，日軍航空兵也頻繁地實施了小規模攻擊，共出動飛機約4109架次。美軍預先估計到日軍可能以陸海軍飛機，特別是自殺飛機對衝繩島海域的美軍艦船實施攻擊，遂以航空兵控製日本本土和台灣的各機場，並以登陸區為中心組織了16個雷達哨位，加強警戒。日軍組織的這次航空兵“菊水作戰”共損失飛機2258架。日軍報道，擊沉、擊傷美軍艦艇約404艘（實際沉沒34艘、受傷368艘，美軍巡洋艦以上艦艇沒有1艘被擊沉）。
在空中進行自殺性攻擊的同時，日本海軍聯合艦隊以殘存的海軍主力第2艦隊（戰列艦“大和”號、巡洋艦“矢矧”號和驅逐艦8艘）組成海上特攻艦隊，突擊衝繩島停泊場的美軍艦船。4月6日，該艦隊在伊藤整一海軍中將率領下，從日本內海出航，經豐後水道南下時被美軍潛艇發現。4月7日晨，經大隅海峽西行時，又被美軍偵察機發現。美軍第58航母特混編隊出動300架飛機，於7日12時32分至14時，對該艦隊實施了多次攻擊。結果“大和”號中10枚魚雷和5顆炸彈後，沉沒於九州西南約50海裏處，同時被擊沉的還有巡洋艦“矢矧”號和驅逐艦4艘。此戰後，顯赫一時的日本海軍已不複存在。
在此期間，美第3陸戰軍的2個陸戰師向衝繩島北部順利推進，於4月21日全部占領了該島北部和伊江島。陸軍第24軍的2個師向南進攻，克服了日軍的頑強抵抗，於4月24日突破日軍在島上的主防線牧港防線，5月31日突破首裏防線，6月22日突破該島南部的最後一道防線。同一天，日軍守島司令官牛島滿中將和他的參謀長一起剖腹自殺。爾後，美軍在島上轉入肅清殘敵的行動。至6月30日，島上戰鬥基本結束。7月2日，美軍正式宣布衝繩島戰役結束。
衝繩島登陸作戰使美軍取得了最後進攻日本本土的海、空軍基地。但也應該看到，日軍在衝繩島的防禦作戰，使美軍認識到了在日本本土發起登陸作戰的艱巨性，拖延了美軍進攻日本本土的時間，為日本本土的防禦爭取了時間。