4月1日6時20分，美軍開始對衝繩島實施直接艦炮和航空火力準備，衝繩島戰役開始。8時，陸戰第3軍（陸戰第1、第6師）和陸軍第24軍（步兵第7、第96師）在渡具知南北9千米地段突擊登陸。當天即有4個師約6萬人及大批坦克、火炮上陸，建立了正麵14千米、縱深5千米包括2個機場在內的登陸場。同時，美陸戰第2師在衝繩島東南的港川海麵實施佯動。4月4日，美軍占領衝繩島中部地區，將該島攔腰切斷，並開始向北部和南部主陣地發動進攻。至此，登陸階段的任務已告完成。4月6日，日軍全麵展開“天號作戰”，對美艦進行“菊水特攻”。17時30分，日軍開始了“菊水1號特攻”作戰。美國海軍的雷達哨戰艦“布希”號和“科爾杭”號發起反擊，結果被日本自殺飛機撞擊成功，先後爆炸沉沒。美國另有3艘驅逐艦、1艘坦克登陸艦和2艘軍火船被擊沉，10餘艘艦船受到重創。與此同時，日軍派出由“大和”號戰列艦和“矢矧”號及8艘驅逐艦組成的“自殺艦隊”對美軍發起最後的進攻。4月7日晨，美軍偵察機發現日軍特攻艦隊，立即派出280架戰機對其進行襲擊。美軍共進行了8個攻擊波的空中襲擊，擊沉日軍戰艦6艘。“大和”號戰列艦被10條魚雷、5顆炸彈擊中，甲板被炸得四分五裂，炮台被擊毀，不久後沉入大海。4月14日~15日，日軍“菊水特攻隊”又進行了第二波的攻擊，擊沉美軍各類戰艦10餘艘，日軍損失戰機298架。4月16日，日軍又發動了第三次“菊水特攻”，擊沉美國戰艦1艘，擊傷1艘，日軍損失9架自殺飛機。4月6日~6月22日，日本陸、海軍航空兵對美軍艦船進行10次“菊水特攻”，共出動戰機3742架次，損失戰機2258架；擊沉美國戰艦36艘，擊傷368艘，擊落美國艦載機763架。但這並不能扭轉整個戰局。
在遭到日本自殺飛機攻擊後，美國航空母艦燃起大火，日本“大和”號戰列艦被擊沉瞬間。
就在衝繩島海域美國艦隊與日軍的“菊水特攻隊”進行海上拚殺的同時，美國的登陸部隊和日軍守衛部隊也不斷在陸上互相攻擊。至4月14日，牛島所率日軍精銳部隊被美軍陸戰師逼入衝繩島北部地區，損失官兵7000餘名。16日，美軍攻下八重嶽，衝繩島北部戰鬥宣布結束。4月19日，美國陸軍第24軍的3個師向首裏的日軍發起了地毯式炮擊，遭到日軍頑強抵抗，進展緩慢，直至24日才突破牧港防線。爾後，美軍調整部署，陸戰第1師、步兵第77師投入南線作戰。5月4日，日軍發動總反擊失利，遂收縮陣地。在美軍兩翼包圍下，於29日放棄首裏防線，向南部防線轉移。6月4日，美陸戰第6師由牧港海岸向小祿半島登陸。17日，美陸戰第2師第8團在喜屋武登陸。18日，美指揮地麵作戰的司令巴克納中將在外出視察海軍陸戰隊陣地時，被日軍炮彈擊中身亡。22日，美軍突破日軍南部防線。23日淩晨，日軍第32集團軍司令牛島滿及其參謀長剖腹自殺。7月2日，美軍完全占領衝繩島。
戰爭結果及評價
曆時3個多月的衝繩島戰役以日軍失敗告終。在這次戰役中，美軍擁有絕對優勢兵力，掌握了製海製空權，選擇了有利的登陸地段，但戰術呆板，畏懼夜戰、近戰和攻堅戰，且未及時進行海上迂回；日方利用坑道和反斜麵陣地抵消美軍火力優勢，以近戰火力和小分隊夜間出擊，以“神風”特攻隊毀傷大量美軍艦艇，但陸海軍及航空兵未能密切協同，且放棄了殲敵於水際灘頭的機會。最終日軍傷亡9萬餘人，被俘7，400人，損失飛機7，830架，被擊沉艦艇16艘、擊傷4艘；島上居民傷亡約10萬人。美軍傷亡7萬餘人（含非戰鬥艦員2.6萬人），損失飛機763架，被擊沉艦艇36艘、擊傷368艘。
這次戰役是美日兩軍在太平洋戰爭期間規模最大、損失最重同時也是最後一次戰役。美軍占領衝繩島後，奪去了通往日本本土的有利戰略陣地，打開了日本本土的西南門戶，取得了進攻日本本土的海空基地，為在日本本土作戰創造了有利條件。