美军占领菲律宾后，冲绳在本土防御中的地位更加突出，对于日本而言，冲绳岛一旦失守，本土、中国沿海地区的制海权、制空权将悉数丧失，日本赖以维持生存的通往东南亚的海上交通线将被彻底切断，因此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，所以日军对冲绳的防御极其重视。自1944年7月马里亚纳群岛失守后，就开始重加强冲绳岛的防守兵力和防御工事。
只是日本怎么也没有想到一直是隐患的琉球人民革命军打破防御计划，蓄势待发多年的琉球人民革命军在林俊雄的带领下如此迅速地就控制住了琉球，而计划派往琉球增强防御的由牛岛满陆军中将指挥的日军守岛部队为第集团军下辖的 个师和1个混成旅，约8.6万余人，以及海军基地部队等共10万余人也只能滞留在德之岛。
原本以首里为核心构筑有牧港、首里两道防线，在西北端八重岳、与座岳地域构筑有第 道防线。每道防线都依托丘陵地构成多层次的坚固防御阵地。由战列舰、巡洋舰各 1艘和驱逐舰8艘组成的联合舰队第舰队（司令为伊藤整一海军中将）以及潜艇部队和驻扎在九州、台湾的航空兵部队，担负抗登陆支援与掩护任务。冲绳岛及其邻近岛屿还有1个鱼雷艇中队和600余艘自杀攻击艇。这些近半年的部署，只几天便变成了琉球人民共和国的防御。
战斗开始仅仅三天，美军参战兵力增加到45.万人，舰艇1500余艘，飞机500架。第 5舰队司令r.a.斯普鲁恩斯海军上将任总指挥。担任登陆的第10集团军（司令为 jr.s.b.巴克纳陆军中将），由陆战第军和陆军第4军组成,辖8个师,18.万人。其中步兵第81师为战区总预备队。由美英两军的航母机动部队，以及美第0、第1战略轰炸部队等，担任掩护和支援。
日军在以德之岛为基地，以冲永良部岛为前线的战斗面对美军的强大火力进军，苦苦支撑着，败局已定，只是看日军能坚持多久。
6月1日至6月日，日本陆军海军航空兵对美军舰船进行10次大规模攻击，虽取得一定战果，但对整个战局未起决定作用。 美陆战第军的个师向冲永良部岛北部顺利推进，至6月15日占领该岛北半部。陆军第4军的个师向德之岛进攻，遭到日军顽强抵抗，进展缓慢，16日始突破德之岛南部港口防线。尔后，美军调整部署，陆战第 1师、步兵第77师投入德之岛南线作战。6月0日，日军发动总反击失利，遂收缩阵地。在美军两翼包围下，于9日放弃德之岛南线防线，向北部天城岳一带转移。
6月1日，美陆战第6师由德之岛西部港口登陆。6月日，美第10集团军司令巴克纳中将阵亡，陆战第 军司令r.s.盖格少将接替其职务。日，美军突破日军北部防线。次日凌晨，日军第集团军司令牛岛满及其参谋长剖腹自杀。
而近一个月的时间，美国太平洋舰队和日本的帝国联合舰队战况也极为惨烈，本来占据优势的美国太平洋舰队面对伊藤整一自杀式潜艇的袭击，舰队损失惨重，双方几乎又回到同一实力阶段。
在舰队指挥官命令一支舰队想要从硫磺鸟岛绕到日军背后时，被日军提前察觉，双方在硫磺鸟岛展开激战，美国分舰队几乎全部覆灭，不得不放弃这一计划，而日军虽然取得了胜利，伤亡却达到了一万多人。
6月6日、7日，日军以九州的第五航空舰队和第六航空军为主要兵力，四国的第一航空舰队和第八飞行师团为辅助兵力，出动海军飞机46架，陆军飞机7架，共699架，其中自杀飞机55架。击沉美军驱逐舰艘、坦克登陆舰1艘和万吨级军火船艘，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，尽管战前美军就估计到了日军会发动自杀性攻击，但日军攻击之疯狂、美军损失之惨烈，仍令美军胆战心惊。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5架，约占出击总数的48%。
7月日、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，海军出动00架，陆军19架，共9冲绳岛战役架，其中自杀飞机0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，同时日军还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，由三台固体燃料火箭发动机推进，时速高达800公里，威力很大，美军则称之为“八格弹”，这种武器给美军造成了不的损失。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、护卫舰艘、扫雷舰、布雷舰和登陆舰各1艘，日军损失飞机05架。 7月上旬开始，美军为了减少损失，在日机最有可能来的方向派出雷达警戒舰，当发现日机飞来，一边发出预警，一边引导空中的战斗机前去拦截。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。
7月16日，日军发动“菊水三号”作战，出动海军飞机91架，陆军飞机107架，共498架，其中自杀飞机196架，击沉运输舰和军火船各1艘，击伤航母、驱逐舰、医院船各1艘，运输舰艘，日机损失18架。在此次战斗中，美军的“拉菲”号驱逐舰浴血苦战，赢得了“不沉之舰”的荣誉，成为美国海军勇敢和坚强的象征。当天“拉菲”号担任雷达警戒舰，早上八时许，发现日军50余架飞机飞来，便立即发出预警，并引导空中的战斗机前去拦截，由于此时空中双方飞机混杂在一起，“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”号迅速开火将其击落，随即又有0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，先后被三架自杀飞机撞中，其中一架正撞在17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上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0毫米高射炮的弹药舱，引发了更大的爆炸，将舵机炸坏，使“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，进一步加剧了伤势，“拉菲”号后半部的火炮全部被炸毁，只剩前部4座0毫米炮还在坚持战斗，生死搏斗持续了整整八十分钟，“拉菲”号共遭到了架自杀飞机的攻击，击落了九架，但被五架撞中，还有四枚炸弹命中，“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，在50名舰员中，死亡人，伤71人，几乎占三分之一。
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，也取得了不少战果，但代价也相当巨大，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。
7月17日和18日，日军出动飞机17架，其中自杀机11架，实施“菊水四号”作战。
7月0日和日，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00架，先后发动了菊水五号和菊水六号作战。
7月4日、5日和7月7日、8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，总共出动飞机77架，其中自杀机08架。8月日和4日、5日，日军竭尽全力，出动飞机50架，其中自杀机114架，发动了菊水九号和菊水十号作战。
日军除十次大规模的“菊水作战”外，只要天气允许，每天还组织批飞机出击，从5月7日至8月5日，零星出击的飞机总数也高达4109架次，其中自杀机917架次，加上十次菊水作战出动的飞机，总计7851架次，其中自杀机4架次，虽被击落400余架，但给美军造成了巨大损失，共击沉美军军舰艘，击伤60余艘。在美军被击沉的艘军舰中6艘是被自杀机击沉的，占沉没军舰总数的78.8%。就连米切尔的旗舰“邦克山”号航母也于7月5日日军发动的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96人，伤64人，其中一架自杀机撞上母舰时发动机被爆炸的气浪弹飞进米切尔的司令部所在舱室，使舱内14名参谋军官当场阵亡，米切尔只好率司令部的其余人员转移到“企业”号航母上，不料三天后，“企业”号也遭到了自杀机的撞击，失去航行能力，使得米切尔在三天里两易旗舰。由于日军自杀机的疯狂攻击，美国海军的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艘航母都遭到了日军自杀机的撞击，但损伤远比美军，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的多。