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，这两艘潜艇任务是监视丰后水道的日舰活动，因此都没有对日舰进行攻击，只是将敌情迅速向斯普鲁恩斯报告。斯普鲁恩斯接到报告，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特混编队作好战斗准备。米切尔随即率领58特混编队的第一、三、四大队向冲绳东北海域航进，以占领有利的出击位置，第二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特混编队就出动了约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。
八时三十二分，“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。正在空中巡逻的从庆良间列岛起飞2架水上飞机闻讯后，立即赶到目标所在海域跟踪监视。
九时十五分，米切尔派出了16架战斗机对日舰进行跟踪监视。美军飞机在日舰高射炮射程之外盘旋，克服天气不佳的困难，始终与日舰保持着接触，并不断向米切尔报告日舰的位置、航向和航速。
十时整，美军第一攻击波起飞F6F“恶妇”战斗机132架，SB2C“俯冲者”俯冲轰炸机50架，TBF“复仇者”鱼雷机98架，共计280架，向日舰所在海域飞去。因为中途岛海战中，俯冲轰炸机立下殊勋，击沉了日军4艘航母，而鱼雷机不仅没有取得战果反而几乎损失殆尽，美军因此调整了航母上舰载机的编成，削减了鱼雷机的数量，加强俯冲轰炸机的数量。但是不容否认，鱼雷机的攻击威力大大超过俯冲轰炸机，中途岛海战，俯冲轰炸机所取得的辉煌战绩，一方面是机缘巧合，另一方面则是鱼雷机牵制吸引了日军战斗机，为轰炸机攻击创造了有利条件，这仅仅是一例个案，并不具有普遍性。美军因此走了一段歧路，直到马里亚纳海战和莱特湾海战后，才意识到这一错误，随即在航母舰载机的编成中又增加了鱼雷机的数量，而且此时的鱼雷机性能比战争初期已大为提高，飞行员经过战火考验，战术素质也有很大进步，所使用的鱼雷也已更新为MK—13型，性能更可靠，命中精度更高，因此美军的鱼雷机战斗力已经跃上了新的台阶，远非中途岛战役时可比了。可惜自莱特湾海战后，日军水面舰艇龟缩本土，鱼雷机部队已经有几个月没有机会一显身手，当得知日舰来袭的消息，鱼雷机飞行员兴奋不已。所有出击的飞机，每架俯冲轰炸机挂载两枚450公斤半穿甲弹，鱼雷机则挂载一条MK—13鱼雷，甚至还有部分战斗机也携带了一枚225公斤炸弹，用于攻击敌舰。
十二时三十分，美机飞临日舰上空，日军舰队排成菱形队形，“大和”号居中，巡洋舰和驱逐舰则在其四周，正以26节航速行进。当美机冲出低垂的云层，展开攻击时“大和”上的24门27毫米高射炮和156门25毫米机关炮一起开火，同时其他日舰也以全部炮火开始对空射击，一时间天空中炮声轰鸣，弹片横飞，美机冒着密集弹雨迅速占据有利的攻击阵位，从各个方向和角度投下了鱼雷和炸弹，战斗机则用机枪猛烈扫射，压制日舰的对空火力，美机攻击凶猛异常，“大和”号在舰长有贺幸作海军大佐指挥下，不断进行高速大角度机动，以规避呼啸而来的鱼雷、炸弹，但仍有一条鱼雷命中左舷前部，两枚225公斤炸弹在主桅杆后面爆炸，炸开了装甲厚实的舰尾雷达室，里面的官兵尽数被炸死，观测仪器全部被毁。“大和”凭借着坚固的装甲防护，还没有受到重创，仍能以18节航速继续航行。“矢矧”号巡洋舰被击中一条鱼雷和一枚炸弹，完全失去了机动能力；“滨3”号驱逐舰被一条鱼雷和一枚炸弹命中，舰体断裂于十二时四十七分沉没；“凉月”号驱逐舰被450公斤炸弹命中，燃起大火；“冬月”号被两发火箭弹击中，幸运的是都没爆炸，逃过一劫。十三时十分，第一波美机投完了所携带的鱼雷炸弹，返回母舰。
十三时三十五分，美军第二攻击波到达日舰上空，由于第58特混编队第四大队的飞机比其他两个大队的飞机晚起飞，因此这一攻击波不是集中攻击，而是分成几个波次进行的，持续不断的攻击反而使日军没有喘息之机，对美机的攻击疲于应付，让美机连连得手，美机的攻击有章有法，节奏分明，首先战斗机扫射，压制日舰高射炮火，并乘机投下所携的炸弹，接着鱼雷机集中对“大和”左舷进行攻击，这时“大和”号航速大减，高射炮炮手多被美军战斗机消灭，不仅毫无还手之力，连招架之功也很勉强。十三时三十七分，三条鱼雷命中左舷，海水大量涌入，舰体开始左倾，“大和”号有完善而庞大的注排水系统可以迅速消除舰体倾斜，但一枚450公斤炸弹正巧命中了注排水控制舱，将所有的调节阀门炸毁，无法进行排水，只得采取向右舷对称注水的办法，舰长甚至不等右舷最大的舱室主机舱和主锅炉舱的人员撤出就下令注水，两个舱室数百官兵很快被汹涌而入的海水淹死，总共向右舷注入了3000吨海水，牺牲了数百名舰员和全舰一半的动力，致使“大和”号只能使用左舷一半的动力运转，航速锐减，再也无法进行有效的机动，即使付出这样巨大的代价，还没将左倾消除，美机的攻击又接踵而至，七分钟后，又有两条鱼雷命中左舷，刚刚有所恢复的左倾再度加剧，而且舵机失灵，“大和”号升起了遇难旗，航速只剩下7节，甲板上到处是弹洞，被炸开的钢板四下翻卷，由于左倾已达15度，大口径高炮已经无法操纵，只有25毫米的机关炮还能勉强射击。十四时零二分，一批美机俯冲而下，投下的炸弹有三枚在左舷中部爆炸，使其左倾加大到35度。十四时零七分，一条鱼雷击中右舷，此时“大和”号上层建筑面目全非，全舰被浓烟烈焰所包围，完全丧失了机动能力，防空火力微乎其微，又不能进行机动来规避，沦落到任人宰割的地步。十四时十二分，四架美军鱼雷机冲出云层从容实施攻击，如同是在进行鱼雷攻击表演，美机攻击动作十分完美，投下的鱼雷有两条命中左舷中部和后部。“大和”号升起了紧急求救信号旗，通知驱逐舰靠帮接走舰员，但驱逐舰知道“大和”号弹药舱里近2000发460毫米主炮炮弹只发射了3发，现在随时都有爆炸的可能，都不敢靠近，“大和”号的左倾急剧增大，舰员已经无法站立，很多人不等舰长下达弃舰命令就自行跳海逃生，舰长有贺见此情景，也知道“大和”号已经无可挽救，只得下令弃舰。十四时十五分，又有一条鱼雷击中左舷中部，伤痕遍体的“大和”号再也经受不住，左倾达到80度，甲板几乎与海面垂直，终于在十四时二十分倾覆沉没，460毫米前主炮炮膛里的炮弹滑落下来，撞穿了弹药舱甲板，引爆了舱中的炮弹，剧烈的爆炸简直将“大和”号舰体炸断，烈焰冲天而起，翻*的蘑菇状烟柱竟高达1000米，甚至连110海里外鹿儿岛的居民都看到了大爆炸的火光与浓烟，海面上顿时出现一个深达50米的旋涡，不多时，后主炮炮塔里的弹药也在水下爆炸，钢铁的碎片从水下飞溅而出，爆炸的气浪连海面上挣扎的水兵都感到一阵窒息，伊藤中将和有贺大佐以下2498名舰员随舰葬身海底，只有269人获救。——这些生还者于1967年组成名叫“大和会”的战友会，并在臭名昭著的靖国神社树立纪念碑，碑上刻有一幅“大和”号的浮雕，碑顶放有一枚“大和”号460毫米主炮的穿甲弹，经常聚会追忆往昔。作为倭国海军联合舰队象征，排水量6。8万吨的巨型战列舰“大和”号的沉没，标志着联合舰队的彻底覆没，同时也宣告了巨舰大炮主义的彻底破产。
在美军攻击“大和”号的同时，部分美机也对“矢矧”号巡洋舰和驱逐舰发动了攻击，“矢矧”号已经丧失了机动能力，美军轰炸机和鱼雷机进行的攻击动作漂亮、出色，简直是教科书式的表演，“矢矧”号累计被击中七条鱼雷和十二枚炸弹，于十四时零五分倾覆沉没。
“矶3”号、“朝霞”号和“霞”号驱逐舰也先后遭到重创，不得不自行凿沉。
当“大和”号沉没后，第四十一驱逐舰大队大队长吉田正义大佐接替指挥，他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。十六时三十九分，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艘驱逐舰带着创伤，于8日回到了佐世保基地。
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。
倭国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，倭国海军对冲绳岛守军的支援均告失利，虽然其空中特攻作战给美军造成不小的损失，但对整个登陆战役，起不了决定性的影响。
“大和”号的沉没，正式宣告了战列舰作为海战战场主角的时代已经彻底终结了。
与盟军在海空作战取得的辉煌胜利，甚至和琉球岛中部和北部几乎是一帆3顺的地面战斗不同的是，美国陆军第二十四军对南部地区的进攻却非常艰难，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，所以美军进展极其缓慢。牛岛原本在大本营的一再督促下，准备于4月8日发动对机场总反击，但在4月7日下午，发现那霸附近海面有美军数百艘舰船活动，牛岛担心美军会从反击部队的侧后实施登陆，加上他本来对这次反击就不积极，正好以此为借口取消了反击，而将全部兵力用于依托工事进行坚守防御，给二十四军造成了很大困难。
4月9日，由于二十四军遭到了顽强抵抗，推进严重受阻，美军只得将留船预备队第二十七师投入南线作战。
4月13日，星期五，黑色的日子，美国总统罗斯福在佐治亚州温泉逝世。美军上至上将司令，下至普通一兵，无不感到震惊和悲痛。尼米兹以太平洋战区全体官兵的名义向罗斯福夫人发去了唁电。日军乘机大作文章，大肆散播题为“美国的悲剧”的传单，声称特攻作战将击沉美军所有战舰，并使无数人成为孤儿。日军大本营急不可耐催促牛岛抓住时机发动反击，在大本营的一再命令下，牛岛发动了反击，但他并没按照大本营的指示投入全部力量，而是保留了相当部分的兵力，只投入了部分兵力对嘉数高地的美军进行反扑，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，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，美二十四军三个师从那霸以北约6。5公里处发动大规模进攻，五时四十分，海军的6艘战列舰、6艘巡洋舰和8艘驱逐舰先对日军阵地进行猛烈炮击；六时，陆军27个炮兵营对日军阵地进行了长达四十分钟的炮击，共发射了1。9万发炮弹；接着海军和陆战队的650架飞机也对日军阵地实施了航空火力准备，投下大量的炸弹和凝固汽油弹。在这样猛烈持续的火力打击后，二十四军发起了进攻，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，因此美军的攻势一次次被瓦解。日军充分显示了其顽强的战斗意志，每一个山头，每一个碉堡，每一个坑道，甚至每一块岩石，美军都必须经过多次血战，才能夺取下来，激烈的战斗整整进行了五天，美军的进展总共也不过数米！一切就像是硫黄岛战斗的重现，只是日军的兵力和要争夺的面积更多而已。性格暴躁的特纳对陆军的缓慢进展大为不满，甚至公然指责第十集团军司令巴克纳的指挥和战术，引起了陆、海军军种之间的争执。
4月6日，美海军陆战队司令范德格里夫特上将到达关岛，准备视察在冲绳岛作战的海军陆战队，但尼米兹认为目前冲绳岛上陆军进展缓慢，为避免引发不必要的陆海军之间的矛盾，暂时不宜前去。因此建议他先视察关岛和硫黄岛的部队。当范德格里夫特在硫黄岛的视察结束后，尼米兹却邀请他一起去视察冲绳岛，因为南线的陆军部队几天来毫无进展，局势不容乐观，尼米兹觉得有必要进行干预。4月22日，尼米兹和范德格里夫特搭乘C—47运输机在12架战斗机护卫下飞往冲绳岛，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，并与陆军指挥官讨论目前战局，尼米兹有些怀疑陆军采取按部就班的战术缓慢推进只是为了减少其伤亡，而根本不顾海军在冲绳海域支援编队的安危。因此他要求陆军加快推进速度，以便使支援编队从令人生畏的日军自杀特攻中尽早脱身，但是第十集团军司令巴克纳表示这是一次地面作战，言下之意是冲绳岛上的战斗是陆军的事，不需要海军插手。尼米兹立即冷冷回敬：“是的，这是一次地面作战，但我每天损失一艘半军舰，所以如果五天里不能取得突破，我将抽调别的部队来。”
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。
为了尽快打开局面，在与麦克阿瑟将军进行过一番电报往来以后，巴克纳将军决定暂时把在前线与日军陷