琉球群島由大約140個島嶼組成，從日本南部彎彎曲曲伸向東南，長達2045公裡，在這些島嶼的中間，就是沖繩島。“沖”在日語中是“海上”之意，沖繩是“漂浮在海上的繩子”的意思。沖繩島是琉球群島中最大的島嶼，南北長約108公裡，東西最寬處約30公裡，最窄處的石川地峽隻有約4公裡，總面積約1256平方公裡。
沖繩島以西24公裡處為慶良間列島，各島間水面廣闊，可供大型艦艇停泊，可以用作修理補給基地。在慶良間列島和沖繩島之間有一小島即慶伊濑島，由于該島距沖繩島距離較近，可用作炮兵的前進基地。
沖繩戰役是太平洋戰場上最後一場戰役，這是後知後覺的我們清楚的事情，在1945年初美軍制定的當年作戰目标中，還并不知道戰争會在8月份結束。這份計劃将全年作戰分為三期，第一期是4月～6月攻取小笠原群島（“硫磺島”戰役）和琉球群島；7~9月登陸中國沿海諸島；10月起進攻日本本土的九州南部和關東平原。
美軍認為：奪取沖繩島可以建立一條從北太平洋阿留申群島、經硫磺島，南至沖繩島的對日本土包圍鎖鍊，切斷其與南部地區的海上交通線，并促成對日本本土戰略轟炸的更有利條件。1945年初，太平洋艦隊司令尼米茲向美國參謀長聯席會議遞交了自己的作戰計劃，并獲得準許。
為確定沖繩作戰的絕對兵力優勢，盟軍動用了包括英美海軍在太平洋戰區陸軍和海軍大部分兵力，由第5艦隊司令斯普魯恩斯統一指揮，共7個特混艦隊。即：第58（美）、第57（英）航空母艦特混編隊、第52、第53、第54和第55掩護支援特混編隊和登陸運輸艦隊。上述各編隊中有各型航空母艦34艘（艦載機2108架）、戰列艦22艘和其他作戰艦船320艘，登陸運輸艦船500艘，加上後勤艦艇和輔助艦船，艦艇的總數達1200餘艘。登陸部隊由巴克納指揮的第10集團軍擔任，下轄第3、第24兩個軍共8個師、18萬人。盟軍總兵力28.7萬人。
日寇判斷，美軍在進攻日本本土前，必先在沖繩島及其附近島嶼登陸。沖繩島一旦失守，北韓和中國沿海一帶海域的制空、制海權将落入美軍手中，日本本土也将徹底暴露在美軍的海空打擊範圍之内，是以，沖繩島成為日本必須確定的最後堡壘。
為了保護本土的最後一道屏障，日寇新組建第32軍，下轄第9、第24、第62師團和第44獨立混成旅團，由渡邊正夫指揮，總兵力10萬餘人。讓渡邊正夫惱怒的是，由于日寇大學營擔心美軍下一步可能登陸中國沿海，是以将剛剛到達沖繩的第32軍戰鬥力最強的第9師團調走，渡邊是以一病不起，不能理事，日寇大學營不得不讓牛島滿繼任第32軍司令。
由于兵力有限，到達沖繩後的牛島滿重新制定了防禦計劃，放棄在沖繩北部海岸附近的兩個機場，将駐主力配置在沖繩島南部，同時招募2萬多當地居民共同參與防禦，形成以南部城鎮首裡為中心的堅固築壘陣地，準備以此為主陣地與上陸美軍實施陸上決戰。
此外，日寇在美軍的主要登陸地段羽具歧地區隻配置了1個由當地人組成的特編團，其主要任務是遲滞美軍的上陸行動。為了避免暴露其真實的防禦部署，日寇指令所有炮兵對上陸美軍及海軍艦艇禁止實施火力回擊，以便在陸上決戰階段收到出敵不意的效果。
1945年3月9日夜，334架美軍遠端轟炸機從關島起飛，每架飛機攜帶6～8噸燃燒彈。次日零時15分，美軍飛機抵達東京上空，随即投下2000多噸燃燒彈，緻使日本皇宮以東地區近41平方公裡的建築被焚毀，約為東京面積的四分之一。其中18%是工業區，63%是商業區，其餘是住宅區。計劃中的22個工業目标全部被摧毀，26.7萬餘幢建築付之一炬，83793人被燒死，10萬人被燒成重傷，100萬人無家可歸。
日寇大學營鑒于本土已經遭受嚴重的威脅，立即拟制了“天”号作戰計劃。為實施該計劃，日寇集中2990架陸海軍飛機（包括用于“神風”特攻作戰的1230 架飛機），分别部署在中國沿海、琉球群島和本土的九州等地。企圖以其當時所可能動用的一切兵力，突擊并一舉摧毀集中在沖繩島附近海城的美太平洋艦隊主力，以孤立上陸的美地面部隊，斷其後路與增援，爾後由第32 軍将其圍殲于陸上，進而赢得沖繩島抗登陸作戰的勝利。
1945年3月14日，斯普魯恩斯親率第58特混艦隊（1945年1月26日，第38特混艦隊改稱第58特混艦隊）從加羅林群島的烏利西海軍基地出發，于17日駛入沖繩以北、九州以南海域，這支太平洋上最強大的攻擊艦隊包括8艘重型航母、8艘輕型航母、8艘戰列艦、18艘巡洋艦和56驅逐艦。
日寇獲悉美軍航母艦隊的行動後，立即啟動“天”号作戰。3月18日，日寇第5航空隊攻擊了在九州東南約90海裡的第58航空母艦特混編隊。日寇報道擊沉美航母2艘、戰列艦2艘、巡洋艦1艘和驅逐艦1艘，擊傷航空母艦2艘。
日寇的攻擊剛過，美軍從航空母艦上起飛的艦載機就持續襲擊了日本九州和四國的機場和軍事目标。第二天美軍艦載機又襲擊了日本内海吳港和神戶等地。美軍的襲擊持續到3月21日，共擊毀空中和地面日機528架。由于日寇飛機損失嚴重，緻使日寇航空兵不能派出大量的飛機支援沖繩島的抗登陸作戰。
在3月19 日、20日和21日，日寇第5航空隊連續出動飛機，攻擊美第58 航空母艦特混編隊。日寇報道再次擊沉美航空母艦5艘、戰列艦2艘、重巡洋艦1艘和輕巡洋艦2艘。
實際上，美軍航母的确遭受了不小的損失，但并沒有航母被擊沉。其中“富蘭克林”号航母在3月19日的襲擊中受到的損失最嚴重。當天早上7時，一批日寇神風特攻隊飛機突然從雲層中竄出，向第58特混艦隊發動了奇襲。2架日寇飛機撞到“黃蜂”号航母的甲闆和側舷，随即引發爆炸，緻該艦101人炸死、269受傷。
另一架日寇飛機撞向“富蘭克林”号航母，引爆了甲闆上艦載機攜帶的炸彈，該艦随後被大火籠罩，2個小時後大火被撲滅，艦上已經一片狼藉，全艦3000餘艦員，陣亡724人、負傷265人。随後在驅逐艦的拖曳下，傳回海軍基地。
3月23日起，第58特混艦隊結束對日本本土空軍基地的空襲，轉而支援沖繩島登陸作戰。
3月26日，美第24軍第77步兵師第一梯隊的5個步兵營，分别在沖繩島西面的慶良間列島的阿嘉島、慶留間島、外地島、座間味島和屋嘉北島突擊上陸。
至3月29日，美軍已全部占領慶良間列島，并建立起支援沖繩島登陸作戰的水上飛機基地和艦隊停泊及後勤補給基地，進而使盟軍艦船可以就近獲得補給、維修和整頓。
3月31日，美軍的坦克登陸艦和中型登陸艦，輸送第420野戰炮兵群2個155毫米加農炮營共24門火炮在慶伊濑島上陸，未遇抵抗即占領全島。慶伊濑島距美軍的主要登陸地段羽具歧海灘約18公裡，距沖繩島南部的日寇防禦重地那霸市約13公裡，配置在該島的155毫米加農炮能有效地控制上述兩個地區，有力地支援美軍的上陸和陸上作戰。至此，美軍完成了登陸沖繩島的前期準備。
4月1日淩晨4時，特納海軍中将指揮兩栖登陸艦隊駛入沖繩島以西7~3海裡的水域，開始進行由運輸艦轉為登陸艇的換乘作業。5時30分，特納指揮第52、第53、第54、第55特混艦隊艦炮對登陸地點羽具崎海灘實施火力準備。
在2個多小時的炮擊中，累計發射炮彈10萬餘發。8時10分，登陸部隊在飛機、艦炮的掩護下，乘水陸兩栖坦克和水陸履帶式輸送車向沖繩島腰部西岸挺進。8時30分，先頭部隊在白沙灘頭登陸。登陸進行得異常順利，幾乎沒有遇到抵抗，以至一位随軍記者寫道：“我們好像是這個島的首批探險者。”
當天，巴克納的第10集團軍所屬第6、第1陸戰師和第7、第96步兵師的第一梯隊共6萬名士兵登陸，第7步兵師第17團和海軍陸戰第6師第4團分别占領了距登陸場不到2公裡的嘉手納機場和讀谷機場。次日7時，第24軍第7師繼續向東推進，抵達沖繩島東部海岸。至此，美軍将沖繩攔腰切成兩段。
鑒于登陸後的進展順利，比計劃提前12天完成對島上的南北切割，4月3日，第10集團軍司令巴克納決定繼續加快推進速度。他指令第3軍向東北方向挺進，第24軍轉而南下。
當天，霍奇指揮的第24軍留下第7師第17團固守即得陣地，集中主力向南部發起進攻。該師第32團從中誠灣南下，在久場與日寇遭遇，這是美軍登陸沖繩第一次與日寇正規部隊交戰，在坦克叢集的支援下，第32團擊斃日寇385名，攻占久場；第96師第165團在向165高地推進時，同樣遭遇日寇頑強抵抗，美軍血戰數小時沒能攻克，後該部向右迂回，于當日日終時，奪取西舍得、安谷屋、普天間和伊佐等地。随後，第24軍遇到日寇越來越頑強的抵抗。
北上的第3軍進展異常順利，該軍在蓋格的指揮下，于當天即前出至石川地峽，随後巴克納指令蓋格大膽北上。4月13日，陸戰第6師累計推進40公裡，占領了沖繩島東北部的邊土岬，抵近沖繩島最北端的日寇據點邊戶。
雖然牛島滿的計劃在戰前已經彙報給日本首相小矶國昭和陸軍參謀總長梅津美治郎，并獲得兩位上司的同意，但美軍的推進仍然在日本國内引起軒然大波。4月7日，小矶國昭下台，在天皇的支援下，議和派代表鈴木貫太郎出任二戰時期日本最後一屆首相。另一方面，日寇大學營為支援沖繩，指令海軍和空軍立即發起對美軍的所謂特攻作戰。
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（内含“神風”特攻作戰飛機1506架）。同時，日寇陸軍航空兵也頻繁地實施小規模攻擊，共出動飛機約4109架次（内含“神風”特攻作戰飛機887 架）。
美軍預先估計到日寇可能以陸海軍飛機，特别是自殺飛機對沖繩島海域的美軍艦船實施攻擊，遂以航空兵壓制日本本土的各機場，并以登陸區為中心組織了16個雷達哨位，加強警戒。日寇組織的這次航空兵“菊水作戰”共損失飛機2258架。日寇報道，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”号、巡洋艦“矢矧”号和驅逐艦8艘）組成海上特攻艦隊，突擊沖繩島停泊場的美軍艦船。
4 月6日16時，該艦隊在伊藤整一海軍中将率領下，從濑戶内海基地出發。20時，艦隊已經穿過内海水雷區進入太平洋。10分鐘後，這支艦隊就被美軍潛艇發現，與此同時，“大和”号的雷達也搜尋到了7公裡外的美軍潛艇。
斯普魯恩斯獲悉日寇艦隊出動後，随即指令米切爾的第58航母艦隊立即從沖繩島海域北上，同時他指令第52特混艦隊、第54特混艦隊一同圍殲日本聯合艦隊最後的一支力量。
“大和”号戰列艦與1944年10月葬身萊特灣海戰的“武藏”号是姊妹艦，它的噸位甚至比“武藏”号戰列艦還多4000噸。該艦設計于1937年，曆時4年建成，趕在1941年12月偷襲珍珠港前下水服役。标準排水量6.8萬噸，滿載吃水10.6米。計劃編制2200人，實際編制2767人。
該艦有4部渦輪發動機，共15萬匹馬力，最大航速27.5節（1節=1海裡/時=1.852公裡/時）。艦上共裝備各種口徑艦炮150門，其中9門主炮為460毫米，主炮每發炮彈重達1450公斤，最大射程42公裡。裝甲厚度大于當時世界上任何一支戰列艦，輪機艙處的垂直裝甲為408.9毫米，舷甲410毫米，水準裝甲厚度200毫米，同武藏号一同被日寇稱為“永不沉沒的戰列艦”。
4月7日晨8時22分，第58特混艦隊司令米切爾向斯普魯恩斯發去了一封非常簡短的電報：“你攻還是我攻？”遲疑片刻，斯普魯恩斯馬上明白了這是米切爾的大度謙讓，能夠親自指揮擊沉日寇最大的戰艦，對于多年征戰太平洋上的美軍将領是一份莫大的榮譽。斯普魯恩斯随即複電：“你攻！”
10時，280架艦載轟炸機和戰鬥機升空。在米切爾接下來發給斯普魯恩斯的電報中，他特意使用明碼告知自己的上司：“除非有特别訓示，我将于12時進攻“大和”号艦群。”大和号艦長有賀幸作收到這份充滿挑釁的電報後，除了暴跳如雷，根本沒有任何有效反制的措施。
12時20分，美軍“海盜”式俯沖轟炸機和“考爾西亞”式魚雷機穿過日艦的防空火力，向大和号投下了第一批炸彈和魚雷。大和号左舷首先被一枚魚雷擊中，随後又有兩枚炸彈落在右舷尾部，艦上一片狼藉、血肉模糊。旁邊的“矢矧”号巡洋艦已經被打癱，“濱風”号驅逐艦正在燃起熊熊大火，逐漸下沉。
13時37分，美軍第二批攻擊機群抵達，大和号又被3枚魚雷和數枚炸彈擊中，艦體向左傾斜15度，大量海水灌入艙内，航速下降至18節。還沒有堵住漏洞，約100架第三批美軍飛機發起攻擊，此時天上下起大雨，幹擾了美軍的進攻。14時，第7枚魚雷擊中大和号，艦體再次傾斜，為了平衡艦體角度，艦長有賀幸作指令向右輪機艙注水，此時裡面正有幾百名水兵作業，3000噸海水将這些士兵全部淹死。
有賀幸作并沒有挽救大和号的命運，美軍第四、第五批飛機接踵而至，第12枚水雷擊中該艦，艦體傾斜角度已經有35度，桅杆、煙囪全部炸毀，軍艦甲闆龜裂，炮塔全部被毀，屍體橫成在四處，血流滿艦。
14時22分，這艘人類海軍史上最大的一艘戰列艦沉沒，随同它一起沉沒的還有日本聯合艦隊最後的幾艘戰艦－矢矧号巡洋艦、冬月号驅逐艦、涼月号驅逐艦、矶風号驅逐艦、濱風号驅逐艦，艦隊官兵戰死4230人。美軍參戰飛機386架，僅損失10架和10名飛行員。
在沖繩島北部，美軍在進攻邊戶的過程中受挫，美軍一個先頭連被日寇切斷退路，全連大部分陣亡。所幸美軍遇到了一名劉姓華裔夏威夷居民，他在戰前來沖繩經商，被日寇扣留當做勞工，為日寇修築工事。
美軍上島後，他趁機逃脫日寇的監視，找到美軍要求為其做事。在此人的幫助下，美軍掌握了日寇坑道工事的詳圖，并且了解到日寇在邊戶角對面的伊江島還駐有一個團的兵力。15日21時，美軍對邊戶發起偷襲，被日寇發現後改為強攻，雙方展開肉搏戰。激戰數小時後，美軍于16日淩晨攻占日寇表面陣地。4天後，美軍肅清了坑道内的日寇。
沖繩島南部的進展遇到了很大的困難。4月7日開始，美軍第24軍的進攻陷入停頓，4天僅推進了不到1公裡。在這裡，牛島滿将第32軍的2個師團和1個旅團分成一線排列，中路是第62師團，左翼是第44獨立混成旅團，右翼是第24師團。這些部隊是從關東軍中抽調到沖繩，雖然新兵居多，但裝備精良，作戰鬥志高昂。
在日寇第32軍内部，牛島滿是比較理性的指揮官，他非常清楚第32軍的失敗隻是時間問題，是以他要做的就是盡量拖延美軍攻占沖繩的時間，盡可能地殺傷美軍部隊。但軍參謀長長勇（此人起草了1937年南京大屠殺的指令）則反對牛島滿的作戰方案，他主張對美軍發動反攻，将美軍趕回大海。無奈之下，牛島滿下達了反擊指令。
4月12日，第62師團第22聯隊出發實施反攻。當天夜裡，日寇動用各種口徑火炮對美軍陣地實施炮擊，随後第22聯隊開始進攻。但此時美軍發射的照明彈将天空照得如同白晝一般，日寇的攻擊部隊完全暴露在美軍火力之下。1個小時後，日寇被迫後撤。
在通往首裡的5号公路，四周是連綿起伏的石灰石丘陵，有很多天然山洞、懸崖和山谷。公路向西不到800碼有一個兩面是山、中間呈馬鞍形的高地，兩軍在這個名叫嘉數的高進行了持續争奪。
4月19日6時，美軍向日寇陣地實施強大的火力突擊。為保證火力突擊效果，美軍投入了27個炮兵營，火炮密度達每平方米一門。同時379架作戰飛機也升空助戰。
應該說在火力突擊地域沒有任何生物能夠承受住這種可怕的鋼鐵暴雨。但是，日寇卻奇迹般地躲過了它們，當步兵發起進攻時，躲在洞窟、岩穴、坑道中的日寇紛紛鑽出來，用各種火器向敵人射擊，使美軍難以推進。美軍見正面強攻不行，遂轉而迂回攻擊。步兵第27師師長克萊納少将讓一個坦克連掩護一個精銳步兵營迂回到嘉數和西原之間，從左翼向嘉數高地攻擊。
日寇早有防備，已将這個方向用迫擊炮、機關槍、反坦克炮等火力層層封鎖。美軍坦克冒着猛烈的炮火推進，卻被日寇炮火打得東躲西藏，逐漸與跟進步兵拉開了距離。後面的步兵失去坦克掩護更難推進，隻得後撤。而沖到前面的30輛坦克無步兵支援也不敢貿然深入，被迫折回，等傳回原來進攻出發陣地時，已有22輛坦克被日寇擊毀。
在右翼擔任助攻任務的步兵第92師僅占領了西原高地前面的斜側陣地，左翼步兵第7師為日寇頑強抵抗所阻，根本未推進一步。次日，美軍再次向嘉數高地進攻。
5時40分，美軍6艘戰列艦、6艘巡洋艦和8艘驅逐艦率先用艦炮射擊日寇陣地。20分鐘後，27個炮兵營的324門火炮同時炮擊日寇前沿陣地，然後擡高炮口向敵後延射400米。6時30分，炮火放低，對前沿又轟擊了10分鐘。在太平洋戰争中，就一次炮擊而言，這次是最猛烈的，共發射炮彈1.9萬發。
接着，步兵第96師、第7師發起佯攻。50分鐘後，步兵第27師從防線西面向嘉數高地猛攻。但是，轟擊之猛雖然前所未有，日本軍隊的陣地卻安然無恙。盡管美軍進攻猛烈，卻全被擊退，傷亡慘重，到黃昏，第24軍傷亡720人。
在後來幾日，美軍推進仍極緩慢。雖然步兵第96師突破西原防線，但在縱深前田高地上受阻，屢次失利。第24軍軍長霍奇建議巴克納在敵軍防線背後進行兩栖登陸作戰，使敵人首尾不得兼顧。但是，巴克納爾卻拒絕了這個建議，他認為，沖繩島南部海岸暗礁太多，海灘不适合裝卸給養，即使登陸後建立了灘頭陣地，也會陷于日寇包圍中，不能向縱深發展。
巴克納爾準備把海軍陸戰隊的部分兵力從沖繩島北部調到前線，他指令第3軍軍長蓋格從陸戰第1師抽調一個坦克營加強給步兵第27師。但是，正在這時，情報部門報告，日寇已放棄嘉數高地向後收縮、美軍已占領了這個高地。這個消息使得巴克納爾等人大為驚訝，他們實在不明白為什麼日寇會放棄這個幾天前美軍費了九牛二虎之力也未攻克的高地。
原來，日寇内部又一次出現了分歧。鑒于己方傷亡同樣慘重，主張防守的一方建議收縮兵力固守首裡，牛島滿準許了這個方案，并指令部隊後撤。但随後不久，牛島滿就被主攻派的參謀長長勇吵得改變了主意，決定對美軍發起反擊。
4月27日，日寇以1個聯隊向美軍第96師的陣地發動偷襲，不料部隊剛開始移動就被發現，火炮和坦克沿着5号公路向日寇反擊部隊實施反突襲，日寇敗下陣來。當日深夜，日寇再次偷襲，這次沒有被發現，睡夢中的美軍被打了一個猝不及防，大部分戰死。但這種小規模的反擊根本無法改變戰場上的整體戰局，美軍一線各師雖然傷亡很大，日寇的傷亡卻更大。5月4日，日寇發動了最後一次反攻，消耗掉自己的預備隊，牛島滿指令部隊停止進攻。
随後的戰事，美軍的推進依舊緩慢，巴克納不願意為加快進攻速度而讓士兵冒上更大的風險。這一點，包括抵達沖繩島的尼米茲在内的海軍将領們也無可指責。
在海上的美軍艦隊時刻都面臨着日寇神風特攻隊的威脅，這種威脅讓美軍平均每天損失1.5艘艦船，斯普魯恩斯的旗艦“新墨西哥”号戰列艦也遭到了襲擊，一架神風特攻隊的飛機撞到了艦橋，斯普魯恩斯的卧室距離被炸的艙室相隔僅兩道走廊，當時他正在那裡休息，所幸毫發無傷。
5月31日，美軍攻占首裡，7天前，牛島滿指令部隊趁着大雨從這裡後撤，裹挾着島上居民的隊伍，在美軍轟炸機和艦炮的打擊下，後撤隊伍橫屍遍野，成千上萬的屍體留在了泥濘的道路上。6月13日，美軍奪取日寇最後一個重要據點八重濑嶽，随後轉入逐洞清剿。這之後日寇及島上一部分居民展現了極緻的狂妄、偏執、古怪、殘暴。在突圍無果後紛紛選擇自殺，平民則更多的是在日寇的逼迫下不得不跳崖自殺，甚至是被日寇直接殺掉。據統計，沖繩島戰役平民共死亡7.5萬人，占島上居民約16%，大部分并非死于戰火。
7月2日，沖繩戰役結束，戰役曆時96天。日寇亡約13.5萬人，被俘1萬餘人，損失水面艦艇16艘、潛艇8艘，損失飛機7830架（包括在地面擊毀的約3000餘架），其中特攻作戰飛機2200架。
美軍陣亡7300餘人，傷約3.2萬人，合計約4萬人。此外，美第10集團軍司令巴克納中将于6月18日在前線觀察所遭日寇炮擊身亡。美軍艦艇被擊沉34艘（大部被日寇特攻機擊沉），遭受不同程度損傷的艦船共368艘（含航空母艦8艘、戰列艦3艘、巡洋艦2般和驅逐艦33艘），損失艦載機763架，另有4900名水手戰死。