战斗开始的时候，美军开始空袭九州、四国和台湾。第10集团军各突击梯队进行海上航渡。23日起，舰载机群和舰炮对庆良间列岛和冲绳岛实施预先火力准备，摧毁岛上部分机场和暴露的防御设施，消灭了日军近海攻击艇队。26日，在庆良间列岛登陆，取得了舰船停泊场和后勤补给基地。开始对冲绳岛实施直接舰炮和航空火力准备。陆战第3军（陆战第1、第6师）和陆军第24军（步兵第7、第96师）在羽具岐南北9公里地段突击登陆。当天即有4个师约6万人及大批坦克、火炮上陆，建立了正面14公里、纵深5公里包括两个机场在内的登陆场。
同时，美陆战第2师在冲绳岛东南港川海面实施佯动。中部地区，将该岛拦腰切断，并开始向北部和南部主阵地发展进攻。至此，登陆阶段的任务已告完成。日海军联合舰队由日本向冲绳航进，企图与美军进行海上决战。翌日，美快速航母舰队迎战于九州西南海域。美舰载机编队击沉日军战列舰、巡洋舰各1艘和驱逐舰4艘，从而解除了海上威胁。日潜艇部队到冲绳附近活动，由于美军警戒严密而无所作为，除1艘返航外，其余7艘均被击沉。日本陆、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3军的2个师向冲绳岛北部顺利推进，占领该岛北半部和伊江岛。陆军第24军的2个师向南进攻，遭到日军顽强抵抗，进展缓慢，24日始突破牧港防线。尔后，美军调整部署，陆战第1师、步兵第77师投入南线作战。
战役打得异常激烈。日军死亡66000人，被俘7455人，17000受伤。岛上居民死亡约14万人，损失飞机7830架，舰艇被击沉16艘、击伤4艘。美军伤亡7万余人（12513人死亡，38916人受伤，33093人非战斗受伤），损失飞机763架，损失坦克372辆，舰艇被击沉36艘，击伤368艘。这是美日两军在太平洋岛屿作战中规模最大、时间最长、损失最重也是最后一次战役。
由于田中久一的加入，更加使得整个战役雪上加上，百上加斤。日军死亡66000人，被俘7455人，17000受伤。岛上居民死亡约14万人，损失飞机7830架，舰艇被击沉16艘、击伤4艘。美军伤亡7万余人（12513人死亡，38916人受伤，33093人非战斗受伤），损失飞机763架，损失坦克372辆，舰艇被击沉36艘，击伤368艘。这是美日两军在太平洋岛屿作战中规模最大、时间最长、损失最重也是最后一次战役。美军付出了巨大的代价，还是没能彻底占据冲绳。
此次战役，美军拥有绝对优势兵力，掌握了制海权和制空权，选择了有利的登陆点；但是，战术呆板，畏惧夜战、近战和攻坚，也未及时进行海上迂回。日军利用坑道和反斜面阵地，抵消美军火力优势，以近战火力和小分队夜间出击，顽强战斗达3个月之久；以“神风”自杀飞机为主击毁、击伤大量美海军舰艇，但陆海军及其航空兵行动不协调，并放弃了水际滩头作战的机会。
冲绳战役，从三月十八日美军航母编队袭击九州开始，至六月二十二日冲绳岛战斗进入相持，共历时九十六天，其中在冲绳岛上的激烈战斗就有八十二天之久，日军包括“大和”号战列舰在内的十六艘水面舰艇和八艘潜艇被击沉，约四千二百架飞机被击落击毁，日军在冲绳岛上的约十万守军，除九千余人被俘外，其余全部被歼，田中久一放在北部的人马返回救援，终于还是使得战役进入了僵持。
城门失火殃及池鱼，冲绳岛的平民有七万五千人死伤。其中大多数是被日军强令战斗至死或者被“自杀”的。
美军方面，美军有三十二艘舰船被击沉，三百六十八艘被击伤，其中有十三艘航母、十艘战列舰、五艘巡洋舰和六十七艘驱逐舰遭到重创，损失舰载机机七百六十三架，阵亡一万三千人〔陆军四千六百人，海军四千九百人，海军陆战队三千四百人〕，受伤三万六千人〔陆军一万八千一百人，海军四千九百人，海军陆战队一万三千六百人〕，另有两万六千人的非战斗伤亡。此役是美军在太平洋战争中伤亡最大的战役，因此英国首相邱吉尔认为冲绳战役将以史诗般的战斗，列入世界上最激烈、最著名的战斗而流传后世。鉴于在战役中所付出的惨重伤亡，美军没有举行大规模的庆祝活动。
美军以如此巨大的代价，攻占了冲绳群岛，打开了日本本土的西南门户，取得了进攻日本本土的海空基地，为在日本本土登陆作战创造了有利条件。而战役期间美军在冲绳群岛诸岛上建立起的航空基地网，进驻了大量的航空兵力，不仅可以有效地阻截日军来袭的飞机，而且还可以起飞轰炸日本本土的中心地带，进一步加强对日本本土的战略轰炸。
此次战役，日军二十万守军，面对美军绝对优势的海空兵力和地面部队，在近乎孤立无援的情况下，坚持战斗三月有余而不败，显示了日军抗登陆能力之高，战斗意志之顽强，同时日军所采取的战术，也为劣势军队组织有效的抗登陆战，提供了有益的经验，日军主要凭借