1945年春，美军攻占前沿据点之一硫黄岛之后，将下一步进攻的矛头指向日军太平洋防线上另一个重要据点——冲绳岛。
对琉球群岛中最大的岛屿冲绳岛展开两栖进攻，是美军在太平洋对日全面反攻的重要一环。该岛刚好位于日本至台湾的中间点，战略地位相当重要。登陆日期被定在1945年4月1日。
冲绳岛上除筑有几个机场外，全是崎岖的山地和茂密的森林，本身就具有天然的屏障作用。而以陆军中将牛岛满为司令的日军第32集团军，又依仗地势建起了营地。驻守的战斗部队和后勤部队总计近10万人。筑有工事的山洞里装置了为数众多的轻重大炮。日军守卫冲绳，采取的是深入南部内地的抵抗战术。为了加强后备，日军还在日本和台湾集结了两千多架飞机。同时准备使用大量神风特攻飞机撞击美国舰船。
3月25日，美军以28万余人的地面作战部队和34艘航空母舰、2100余架舰载机、320艘其它作战舰只和1000余艘辅助舰船，发起对冲绳岛的进攻，代号为“冰山作战”。
为了减少空中阻力，美军派米彻尔率快速航空母舰群，从3月18日开始对日本本土的机场和日本内海的舰队进行连续的规模空袭。美军击毁了日本多处机场和大量飞机，重创日军数艘军舰。随后，美军B-29轰炸机又对日本大多数城市实施轰炸。27日，美军攻取了冲绳岛以西的庆良间群岛，作为进攻冲绳的一个基地。
4月1日清晨，美军战舰和航空母舰上起飞的机群对冲绳岛猛烈轰炸三个小时之后，第十集团军开始从冲绳岛南部西岸登陆。由于海岸无日军抵抗，美军轻而易举地占据了滩头阵地，并占领了两个机场。至傍晚时分，登陆美军累计已达六万人。2日中午，美军已推进到东海岸。3日，火速占领了北部和中部。
从4月4日开始，美军向南进逼，遇到日军的拼命抵抗。6日起，日军大量飞机飞往冲绳，袭击美军。美军虽击落大多数日机，但有15艘驱逐舰被日军击沉或击伤。
4月6日，日军出动以“大和号”巨型战列舰为首的“海上特攻队”，在没有空中掩护的情况下，贸然向冲绳岛上的美军发动所谓“菊水”进攻。殊不知，他们早已在美军的监视之中。7日中午开始，米彻尔派出的280架飞机，连续两小时以鱼雷和炸弹对日军“海上特攻队”进行猛攻。“大和号”终于沉没，无数官兵丧生，日本海军遭到了致命打击。
驻岛日军曾预定4月8日对北部和中部机场进行反击，后因估计美军会在南部登陆而取消计划。在日本大本营的命令下，12日晚驻岛日军向北部发起总攻，但被美军的强烈炮火所阻。13日，美军一支海军陆战队占据了冲绳岛北端。
4月19日，由霍奇斯率领的美军第24军的三个师，开始向南部的日军阵地发起进攻。尽管在进攻之前，就从海陆空三方面展开了猛烈轰击，但未能摧毁日军的岸洞防御工事。接着美军增调两个海军师参战，还是收效很小。厌恶了防御战的日军指挥官们，终于在5月初共同促成了一次反攻，而且争取了“神风特攻队”的飞机协助。离开了岩洞工事的日军，在美军炮火的轰击下伤亡惨重，被迫退守珊瑚山。
5月10日，美军发起新的攻势。但随后一周的连日大雨，使美军的进展受阻。而日军在此期间，已从首里地区撤至更南的阵地。
6月初在道路依然泥泞的情况下，美军克服困难，向南进逼。6月中旬，日军被赶到冲绳岛最南端，退守沿着八重岳悬崖所构筑的坚固阵地。6月17日，美军发起总攻。由于使用大量火焰喷射器和凝固汽油弹，火烧日本人的几百个山洞。22日，牛岛满等日军将领剖腹自杀。在随后的清剿中，有7400多名日军投降。
冲绳岛之战期间，日本先后出动1500余架“神风飞机”发动了10次自杀性的“菊水攻势”，疯狂地撞击冲绳岛海面上的美国舰船，共击沉舰船34艘，击伤368舰。但“神风”终究没能阻止冲绳岛的陷落。
在冲绳岛激战中，日军共损失11万人，美军损失49万人，这是太平洋战争中美军伤亡最大的战役。美军终于夺取了冲绳岛，使得日本失去了掩护本土的最后一道屏障。但美军付出的巨大代价，迫使美国当局考虑如何以较小的代价袭击日本本土。
