美军将冲绳登陆日期确定为1945年4月1日。尼米兹认为，冲绳岛距离日本本土较近，登陆该岛必定会遇到日军航空兵的全力反击，尤其是自杀飞机的拼死撞击，尽管这些自杀飞机并不足以改变战役的最后结局，但不可否认它们对于美军的威胁是巨大的。因此，美军计划在登陆之前，先以航空兵力对日本本土、琉球群岛和台湾等地的日军航空基地进行大规模突击，尽可能削弱其航空兵的力量。同时，在登陆前一周，以陆军第77师在庆良间列岛登陆，建立前进基地，以便在战役中就近进行后勤补给和战损抢修。
从3月9日开始，为提高对日本军事工业的轰炸效果，第21航空队司令李梅少将把原来采取的白天高空精确轰炸战术改为夜间低空轰炸，并拆除了B-29轰炸机上除尾炮以外所有机载武器，这样就使B-29的载弹量增至7吨，而且全部使用燃烧弹。这一战术史称“李梅赌注”或“李梅火攻”。当晚，334架B-29在东京投下了近2000吨燃烧弹，将东京42平方公里的城区化为一片废墟，建筑物被毁25万幢，100余万人无家可归，平民死亡达8.3万人，伤10万人，破坏程度不亚于原子弹。随后，又以同样战术组织了对名古屋、大阪、神户等城市的大规模轰炸。至3月19日，共出动B-29约1600架次，投掷燃烧弹近1000吨，迫使日军将这些城市的飞机制造厂进行了疏散，从而大大降低了其飞机产量。
3月27日和31日，根据尼米兹的要求，第21航空队转而轰炸日军在九州的各机场。轰炸严重破坏了这些机场的设施，使日本在九州地区的航空兵几乎瘫痪。同一时间里，美军组织的攻势布雷又将下关海峡彻底封锁。
美战略空军的上述活动，严重阻碍了日军海空军对冲绳岛的增援，为冲绳战役的举行创造了极为有利的条件。
为了彻底消除来自日本本土的空中威胁，美军第5舰队的主力航母编队第58特混编队，经10天的短暂休整后，于3月14日由编队司令米切尔指挥从利西基地出发，前往攻击日本本土。第5舰队司令斯普鲁斯以“印第安纳波利斯”号重巡洋舰为旗舰，随同编队行动。
3月18日，第58特混编队到达距九州东南约90海里处，并从凌晨开始即出动舰载机对九州各机场进行突击。日本海军第5航空舰队司令宇垣缠海军中将虽然接到待美军登陆编队出现时再出击的命令，但他认为如果此时不进行反击，任凭美军轰炸的话，他的航空兵力都将被消灭在地面上，因此仍下令出击。
双方的飞机在空中交错而过。美军飞机在九州上空只遭到了轻微抵抗，但因机场上基本没有飞机，所以战果很小。而在美军攻击日军机场的同时，193架日机也对美军舰队发起了攻击。“企业”号航母中弹一枚；一架日军自杀机在“勇猛”号航母舷侧被击中爆炸，碎片落到航母的机库甲板，引起大火，舰上水兵死2人，伤43人；“约克城”号航母也被击伤，舰体被炸开2个缺口，水兵死5人，伤26人。所幸，三舰伤势都还不重，而193架日机则损失了161架。
3月19日，第58特混编队又出动了近千架舰载机对吴港、大阪和神户的飞机制造厂和九州、四国等地的机场进行轰炸。在18、19日两天的突击中，美军在空中和地面上共消灭日机528架，炸沉炸伤日舰22艘，并对九州地区的飞机制造厂和航空基地造成了较大的破坏，使九州地区的日军航空兵在此后的两周时间里无力组织大规模行动。美军损失舰载机116架，有1艘航母遭到重创，4艘航母和1艘驱逐舰被击伤。
在日军第5航空舰队的反击中，美军的“大黄蜂”号舰母中弹数枚，燃起大火，损管人员拼死搏斗，才将大火扑灭，舰员死101人，伤269人。
但更大的灾难还在后面。7时许，“富兰克林”号舰母正在组织舰载机起飞，一架日军的“彗星”轰炸机借助云层掩护，突然俯冲而下，在30米高度投下2枚重250公斤炸弹，一枚在机库板爆炸，另一枚落在舰尾，穿透两层甲板在军官舱附近爆炸。在机库爆炸的炸弹危害特别严重，因为航母正在组织舰载机起飞，机库里全是加满油、挂满炸弹的飞机，炸弹爆炸后立即引起了可怕的连续爆炸，火势迅速蔓延，爆炸此起彼伏，大火引起的浓烟直冲云天，航母上几十架飞机都被炸毁，甲板上遍布飞机残骸，上层建筑面目全非满是弹洞，舰员伤亡已经多达数百人。爆炸和大火持续不断，并逐渐波及到机舱和后甲板的弹药堆，引起了更大的爆炸，烟柱高达600米。
“富兰克林”号所在的第二大队司令戴维森海军少将见航母伤势严重，通知舰长盖尔斯上校下令弃舰。但盖尔斯认为只要提供必要的海空支援和掩护，还能挽救“富兰克林”号。戴维森同意了他的计划，立即调动第二大队的其他军舰前来救援。“圣非”号轻巡洋舰用钢缆拖住“富兰克林”号以阻止其倾覆沉没，同时接走部分受伤舰员。舰长盖尔斯首先下令向弹药舱注水，以避免更大的爆炸，但注水后航母开始右倾。9时30分，“富兰克林”号的锅炉停止了工作，舰体右倾加剧，右侧甲板几乎碰到了海面。“圣非”号眼看无力控制其倾斜，担心被航母巨大的舰体拖翻，只得砍断钢缆，放弃救助。“匹兹堡”号重巡洋舰接着赶来，布置钢缆阻止“富兰克林”号倾斜，经过不懈的努力，终于制止了航母的倾斜，“圣非”号再度靠近航母，将钢缆系上航母的前主炮，协同“匹兹堡”号一起矫正航母的倾斜。
航母上的官兵在舰长的指挥下全力抢救，尽管零星爆炸还不时发生，火势还很猛，但倾覆的危险总算被解除了，第二大队的5艘驱逐舰在航母四周一边搭救落水舰员，一边为航母提供掩护。由于航母所在海域距离日军航空基地还不足100海里，日机空袭的危险随时存在。因此，抢救工作非常急迫。
航母上很多舰员在极其危险的情况下，表现出了非凡的勇敢和崇高的互助精神。水兵唐纳德·加里和300余水兵被困在第5层甲板下的一个舱室里，在与外界联系全部中断的情况下，加里独自一人冒着呛人的浓烟，从一个狭窄的通风道找到了逃生的道路，他随即返回舱室，带领同伴逃生，总共往返3次将这300余人全部带出了绝境。舰上的牧帅约瑟夫·卡拉汉不顾四下横飞的弹片在飞行甲板上安慰伤员，并为死去的官兵进行简短的祈祷，最后还加入了灭火工作，他的行动感染、鼓舞了很多人。
美军“富兰克林”号航空母舰在冲绳岛附近中弹搁浅。遭到如此重创的“富兰克林”号在全体官兵和第一二大队友舰的大力支援下，经数小时的拼搏，竟然奇迹般的扑灭了大火。在这场灾难中，“富兰克林”号共有724人死亡，265人受伤。后在“匹兹堡”号的拖曳下，回到了乌利西基地。经短时间抢修后，恢复了航行能力，在“圣非”号巡洋舰的护送下于4月28日返回了美国本土的布鲁克林海军基地。“富兰克林”号是太平洋战争中受创最重却没有沉没的航母，该舰的抢救经验，对战后航母的舰体设计和损管系统配置具有极大的指导作用。舰长盖尔斯因此受到嘉奖，并在6月30日升任圣迭戈海军基地的司令；加里和卡拉汉被授予美国最高荣誉勋章——国会勋章，1984年和1968年美国海军分别将一艘“佩里”级护卫舰和“诺克斯”级护卫舰以加里和卡拉汉的名字来命名，以此表彰和纪念他们的英勇事迹。
对于来自台湾地区的空中威胁，则由英国太平洋舰队的航母编队（现属美军第5舰队建制，番号为第57特混编队航母编队）负责消除。英国海军在1944年末基本掌握了大西洋的制海权，能够抽调部分舰只转用于太平洋方面，于1944年12月，正式组建成英国太平洋舰队，由弗雷泽海军上将任司令。在冲绳战役前，英国决定派出太平洋舰队的航母编队参加冲绳战役。这支航母编队被美国第5舰队授予第57特混编队的番号，由英国太平洋舰队副司令罗林斯海军中将指挥，在第5舰队司令斯普鲁恩斯的统一指挥下作战。
3月16日，第57特混编队从马努斯岛出发，20日抵达乌利西基地，进行补给和短暂休整。3月23日，从乌利西启航，向先岛群岛航行。
3月26日拂晓，到达先岛群岛主岛宫古岛以南100海里处。随即，出动舰载机对岛上机场实施突击，经过数天空袭给予日军在这一地区的航空兵力和机场设施造成了严重损失。
至此，在美军登陆编队到达冲绳岛海域之前，第58和第57特混编队就已经有效地削弱了日军在冲绳群岛北南两个方向的航空兵力，进一步孤立了冲绳岛守军。
在冲绳岛西南，距那霸约15海里处是由10余个岛屿组成的庆良间列岛。这些岛屿坐落入长约13海里宽约7海里的海域，10个主要的岛屿上都是悬崖峭壁、礁石林立。
3月17日，为登陆担任护航和支援的第52特混编队司令布兰迪海军少将、第51特混编队司令基兰海军少将、陆军第77师师长布鲁斯陆军少将和水下爆破大队大队长汉隆海军上校一起制定了庆良间列岛登陆计划。根据空中侦察，发现日军在庆良问列岛的防御非常薄弱，他们遂改变了特纳将军原先计划以1个加强营的兵力逐个攻取的设想，决定以77师为主力在6个较大的岛屿同时实施登陆，力争一举夺取庆良间列岛。
3月23日，布兰迪海军少将指挥由18艘护航航母、15艘驱逐舰、19艘护卫舰、70艘扫雷舰以及一些炮艇、猎潜艇等小型舰艇组成的第52特混编队，开始对接近冲绳岛的航道进行扫雷，护航航母则出动舰载机对冲绳岛、庆良间列岛的日军进行轰炸，以掩护扫雷行动。
3月25日，编队中的2艘巡洋舰和3艘驱逐舰对庆良间列岛实施预先火力准备，同时掩护水下爆破大队侦察各岛屿登陆地点的海滩情况。
3月26日凌晨，第51特混编队第一大队的11艘战列舰、11艘巡洋舰、24艘驱逐舰和8艘护卫舰对冲绳岛实施炮火准备，以吸引日军的注意力，掩护在庆良间列岛的登陆。
4时30分，编队开始对庆良间列岛实施登陆前的炮火准备；7时许，第77师由430余艘登陆舰艇运送，兵分4路，在海空火力支援下，同时在坐间味岛、阿嘉岛、庆留岛和外地岛登陆。日军的防御兵力薄弱，无力进行有效的抵抗。至黄昏时分，美军已占领上述4岛，并开始在庆良间海峡布设浮标等锚地设施。
入夜后，日军以自杀飞机和自杀艇对登陆美军进行了“特攻”袭击。虽然给美军造成了一些损失，但对整个战斗没有产生多大影响。
3月27日，美军向其余岛屿发动进攻，很快就占领了整个主砂良间列岛。日军没有想到美军会进攻这个群岛，所以被打了个措手不及。随着战争的发展，日军必胜的信念早已破灭，士气非常低落，与战争初期根本无法同日而语。
在此次战斗中，主岛渡加敷岛上300多守军几乎不战而逃，退到岛上的山中。美军只是想夺取一个锚地，并不在意这些日军残部，因此没有组织清剿。而这些日军尽管还有火炮等重武器，但因惧怕美军的报复，不仅没有主动出击，甚至连火炮都没发一枚，与美军“和平相处”，直至战争结束。这在以前是无法想象的，日军的士气之低，由此可见一斑。
当天，美军的供应舰、油船、修理船、补给舰等后勤辅助舰只就陆续进入庆良间列岛，很快在此建立起补给和维修基地。至31日，庆良间锚地已经成为一个初具规模的前进基地，在冲绳战役期间发挥了巨大作用。
美军占领庆良间列岛还有一个意外收获，那就是俘获了日军配置在该地的250余艘自杀摩托艇和100余条人操鱼雷。原来，庆良间列岛是日军的自杀艇基地，日军原准备美军在冲绳岛登陆时用这些自杀艇进行夜间“特攻”。美军攻占庆良间列岛的行动，挫败了日军拟用自杀艇攻击美国舰队的企图，为冲绳战役的成功奠定了基础。
在庆良间列岛战斗中，日军守备部队死亡530人，被俘120人。美军第77师的登陆部队阵亡31人，伤81人；护航和支援的海军阵亡和失踪124人，伤230人。
3月31日，美军第77师又占领了庆良间列岛与冲绳岛之间的庆伊濑岛（距冲绳岛约6海里），由2个155毫米炮兵营组成的野战炮兵集群迅速上岛，建立阵地，以便支援从次日开始的冲绳岛登陆战。
事实上，美军对冲绳岛的炮火准备从3月26日就已经开始了。
3月26日午时，第51特混编队第一大队开始炮击冲绳岛。天亮后，美军第58特混编队的航母舰载机和第52特混编队第一大队的护航航母舰载机，以及从马里亚纳、菲律宾甚至中国大陆基地起飞的陆军航空兵也对冲绳岛进行了持续而猛烈的轰炸。参加轰炸的飞机数量多，任务也各不相同，有的对日军机场进行压制性轰炸；有的轰炸日军防御工事；有的为舰炮火力进行校正；有的担负空中警戒；有的进行反潜巡逻……为了有效地进行组织协调，美军专门成立了由帕克海军上校为队长的空中支援控制分队，对所有参战飞机进行统一指挥和协调。
3月29日，因为美军扫雷舰已经将接近冲绳岛航道中的水雷清扫干净，所以战列舰、巡洋舰能够驶到距冲绳岛很近的距离，进行精确射击。
至3月30日，美军的火力准备已经进行了足足5天，而日军的反应令人诧异至极——没有任何还击！要知道在冲绳岛上有着10万日军，现在却好像什么都不存在一样，这让美军感到非常奇怪。
在登陆前的1周里，美军炮火准备消耗了大量的弹药，仅舰炮就达4万余发，其中406毫米炮弹1033发、356毫米炮弹3285发、203毫米炮弹3750发、152毫米炮弹4511发、127毫米炮弹2.7万余发。日军龟缩在纵深坑道工事中，因此轰炸的效果并不理想。
4月1日，美军的登陆终于开始了。来自旧金山、西雅图、夏威夷、新喀里多尼亚岛、圣埃斯皮里图岛、瓜达尔卡纳尔岛、塞班岛和莱特岛等地的美军登陆编队于拂晓时分到达冲绳岛海域，并开始换乘。
4时许，特纳发出：“开始登陆”的命令，美军炮火支援编队的军舰随即开始射击，掩护登陆部队抢滩上陆。
陆战2师首先在冲绳岛东南海岸登陆，实施佯动，以吸引日军的注意，分散日军的兵力，为真正的登陆创造有利条件。
8时许，美军登陆的主攻部队已从登陆舰下到登陆艇上，登陆艇排成5个攻击波，以整齐的队形向岸上冲去。陆战1师、陆战6师和陆军第7师、第96师，在冲绳岛西海岸从北到南正面约9公里的地段登陆。
8时32分，第一波登陆部队冲上岸。9时，太阳升起来了，阳光驱散了淡淡的晨雾，可以看到海面上履带登陆车和登陆艇排着整齐的队形，一波又一波，川流不息，秩序井然。整个登陆过程，顺利得异乎寻常，日军根本没有任何抵抗，使美军颇有些莫名其妙，不知所以。
10时，美军占领嘉手纳和读谷两机场。美军原以为必定会有一番血战才能拿下这两个机场，根本没料到能在登陆当天就拿下了，而且机场设施都完好无损。本来，牛岛中将计划在放弃前将机场设施全数摧毁，使美军无法使用。但日军部署在机场地区的是由冲绳岛壮丁组成的特种勤务旅，这支部队组织涣散，装备低劣，士气更差，美军还未到来，就已经溃不成军，哪里还记得破坏机场？他们的失职让美军得了个大便宜。
下午，美军突击进行物资卸载。海上，日军没有出动一架飞机一艘军舰；冲绳岛上，日军也只有少数狙击兵的轻武器射击和迫击炮零星射击，抵抗极其轻微。
至日落时分，美军已有5万余人和大量的火炮、坦克以及军需物资上岸，建立起正面的14公里、纵深约5公里的登陆场。特纳向斯普鲁恩斯和尼米兹报告：“登陆顺利，抵抗轻微。”美军上至特纳、下到普通士兵都对日军的神秘消失感到迷惑不解。而且巧得很，这天正是西方的愚人节，很多官兵甚至在想：难道这是日军的愚人节玩笑？
4月2日，部分美军开始向东推进，以切断日军防线。
4月4日，美军两个陆战师横跨整个岛屿到达东海岸的中城湾，占领岛的中部地区，将日军防线一分为二。美军原计划15天完成的任务，仅4天就顺利实现。
原来，日本人在战前即决定采取允许美军“充分登陆，将其诱至得不到海空军火力掩护和支援的地方，再一举歼灭登陆部队”的方针，所以在美军登陆时，日军基本上是按兵不动。
4月5日，丰田副武觉得面对美军数千艘舰船，少量飞机的出击根本无济于事。为配合岛上的抗登陆作战，决定从次日开始对美军在冲绳海域的舰艇实施大规模空中攻击，投入海军岸基航空兵的第1、第3、第5和第10航空舰队和陆军第8飞行师团和第6航空军，飞机总数达4000架，作战代号为“菊水”。
“菊水”就是水中的菊花，是日本14世纪著名武士捕木正成的纹章图案。捕木在众寡悬殊的战斗中立下“七生报国”的誓言，意为即使死去7次也要转生尽忠。他因在战斗中与敌同归于尽的壮举，而备受日本人推崇。此次特攻以“菊水”为代号，从中就可看出日军的目的，他们显然是以自杀性的“特攻”作战为主。所谓“特攻”，则是指出击的飞机只携带单程燃料。而将空余的载重量全部携带炸弹，对敌方军舰的要害部位（如烟囱、机舱、弹药舱等）进行撞击，以达到“一机换一舰”的目的。
这种自杀性特攻在珍珠港事件、比阿克登陆战和莱特湾海战中均出现过，只不过那时日军称之为“神风特攻”。而这一次他们希望士兵像捕木一样以死报国，所以取捕木的菊水图章来命名此次特攻。
战争中日军飞行员在飞机受伤无法返回的情况下，撞击敌机或敌舰而与之同归于尽的不乏其人。但把这种方法作为有组织的战术手段来广泛运用的，始作俑者是1944年10月莱特湾战役中担任海军航空兵第一航空舰队司令的大西泷治郎中将。第一次有组织的出击是在1944年10月25日，由关行男海军上尉率领24架飞机实施特攻。在此战役中，“神风特攻”取得了不小战绩。因此，严重短缺技术熟练飞行员的日军大力推广这种战术。此后，这种极其野蛮的战术愈演愈烈，在冲绳战役中更是达到了登峰造极的地步！
“神风特攻队”使用的飞机，开始是由四式双引擎飞机改进的。在这种轰炸机机体下方，像金鱼肚子一样鼓起来的弹舱里装有特种炸药400公斤和1枚含400公斤高爆炸药的炸弹，引爆用的雷管就装在炸弹的弹头上。另外，从机头顶端伸出3根长约3米的金属细管，这3根管子顶端装有很小的按钮，可起到引爆作用。只要碰上任何物体，就会引爆弹舱里的炸弹。到那时，飞机和飞行员都将一起被炸得粉碎。因此，这3根引爆管实际上就是死亡的触角。
后来，为提高“特攻”的攻击效能，日本人还专门研制了自杀飞机“樱花”号。这种飞机装有2吨多重的烈性炸药，使用火箭发动机，外形类似德国研制的“V-2”飞弹，实际上就是一种有人驾驶的滑翔炸弹。在作战时，先由“1”式陆上轰炸机携带，到达目标上空时将其投下，再由特攻队员操纵着它凭借火箭的推力去撞击敌舰，真可谓名副其实的载人炸弹。一名美国军官后来评论说：“如果1艘美国航空母舰被1架‘神风’撞中，重则沉海，轻则要返回珍珠港修理6个月。”
另外，日军为了坚定特攻队员们的誓死不回的决心，还采取了一个“绝招儿”：对飞机的起落架进行技术处理，使其一经起飞后起落架即自行脱落。这样，飞机在任何地方也不能着陆，飞行员别无生路，只剩下拼死搏杀、机毁人亡了。
1945年4月6日傍晚，日本人开始了冲绳战役中10次“菊水特攻”中规模最大的第一次“菊水1号”作战。
这是一个阴云密布的日子，只见355名身裹白绫、头系白巾的青年飞行员，面对正北方日本皇宫的方向，振臂对天皇发誓：“我们七世尽忠，报效天皇，宁可玉碎，绝不瓦全。生而是皇军，死后成军神，武运长久，决战决胜……万岁！”
香火缭绕，哀乐齐奏，特攻队员们饮下最后一杯绝命酒。“出击！”一声令下，队员们神情严肃而又麻木不仁地登上驾驶舱，发动引擎，绝尘而去。
一场日本人蓄谋已久的残酷恐怖的航空兵与水面舰艇之战——“菊水特攻”开始了。日军企图以大批自杀机首先摧毁美舰队及登陆舰群，然后再由守岛日军大举反击，将美军赶下大海。
经过近1个小时的飞行，在到达冲绳海域时，355架自杀飞机和344架轰炸机组成的庞大机群立即攻击了美国人在冲绳岛和海上的目标。只见自杀机群在空中排成一字队形，特攻队员们抱着“玉碎”的信念，瞪大眼睛，像中了魔似的，冒着美舰上猛烈的高射炮火，纷纷向美舰横冲直撞。
美航空母舰上的全部战斗机一起升空迎战，所有防空兵器也全部开火。日军攻击机不是一架架，而是一层层地坠落。只见天空中到处是金蛇狂舞，海面上到处漂浮着日机的残骸。然而，仍有为数不少的自杀飞机拼死突破美军严密的火力网，有的撞击美战舰，有的撞击美运输船，有的甚至直接撞击美军在冲绳岛上的滩头阵地。这种近乎歇斯底里的“集体自杀”举动，使美国人惊恐万分。不一会儿，就有19艘舰船被撞毁，刚刚建起的滩头阵地也面目全非。
日本自杀飞机规模之宏大，来势之凶猛，攻击之疯狂，破坏之惨烈，令美军简直束手无策，甚至连意志坚强的斯普鲁恩斯也心有余悸地向尼米兹报告：如果日本人继续进行自杀攻击，将会出现严重情况。
对美国人来说，此时战局确实危急万分，因为这仅仅是10次“菊水特攻”中的第一次！
“菊水特攻”取得的初步成功，使日本当局十分振奋。他们一方面大力宣扬特攻队员这种为天皇效忠的自我牺牲精神，另一方面继续扩大特攻队伍，并频繁加以使用。4月11日下午1时20分，日本人又发起了“菊水2号”作战，这次共出动202架自杀飞机和190架轰炸机。
这次特攻行动的主要目标是米切尔的第58特混舰队。14时整，一架架特攻飞机冒着失速坠海的危险，超低空穿过密集的弹雨，向美“企业”号航空母舰冲来。该舰几乎动员了舰上所有火器对空射击，然而1架特攻机还是掠过“企业”号右后方的舰舷，撞在舰首下部，机身碎片飞到飞行甲板上，使停在甲板上的1架挂好炸弹的飞机起火爆炸，并在舰上引起大火。
这时，美“恶妇”式舰载战斗机参加了拦截特攻飞机的战斗，那些没有任何自卫武器的特攻机简直成了美国飞行员的靶机。在空中和舰炮火力的双重夹击下，先后有10多架自杀机中弹坠海。但美军仍然是防不胜防。这时又有两架自杀机摇摇摆摆地突破美军的阻击，迅速逼近“密苏里”号战列舰，其中1架飞机突然中弹失速一头扎进大海，另1架则拖着浓烟撞穿了“密苏里”号的甲板。
此外，在冲绳海面上，美第58特混舰队的多艘战舰都不同程度地遭到了日自杀飞机的攻击。日方宣称，击沉美各类舰船49艘。而日机损失也很惨重，被击落312架飞机。
日军飞行员们的疯狂自杀行为使美国人不寒而栗，布朗海军中将后来说：“眼睁睁地看着1架飞机不顾死活地向你的战舰撞来，驾驶员决心与你一起炸得粉身碎骨，这真是使人周身血液都凝固了……随着一架架‘神风’冲将下来，我们一个个魂飞魄散，好像目击某种惨相那样。顷刻间，我们忘掉了自己，忘掉了自己是受害者，不由自主地猜测从高空飞来的那些人到底是怎么想的。”
“菊水2号”作战行动所取得的成功，更加激发了日本人进行特攻决战的决心。4月16日上午7时20分，日本人又出动196架特攻机和200架轰炸机，在102架战斗机的掩护下，发起了“菊水3号”作战。
在米切尔的舰队上空，几乎全是黑压压的日机。只见不畏死神的日本自杀攻击机和凌空而下的重磅炸弹在辽阔的冲绳海空似群魔乱舞，给美军以极大威胁。
9时11分。两架自杀机突然从低沉的云层中窜出，直冲“勇猛”号航空母舰。“勇猛”号躲闪不及，被撞中飞行甲板，飞行甲板炸开一个大窟窿，舰面上火苗乱窜。这时，又有1架自杀机从“勇猛”号舰尾方向以大冲角进入，然后垂直俯冲，穿入飞行甲板。飞机和炸弹在甲板底部爆炸，碎片四射，造成大批人员死伤，燃起的大火从舰首一直烧到舰尾，并在3层甲板之间同时燃烧，甲板上没来得及起飞的飞机也都成了一团团大火球。
“埃伯尔”号巡洋舰在80分钟的时间里，遭受了22架自杀机的攻击，总计有6架日机直接撞中该舰。有1架自杀机率先突破密集的弹幕，拖着一条长长的黑烟带，向“埃伯尔”号冲来，撞在舰首位置，炸开一条大裂口。此后，虽然“埃伯尔”号奋力还击，击落了多架日自杀机，但在一批接一批日自杀机的连续猛攻下，主舵机被炸坏，舰体几乎被炸成了两截，最后在舰上人员的惊叫声中一头扎入了大海。
“摩里森”号驱逐舰在遭到2架自杀飞机直接撞击后，又有2架用木材和帆布制造的老式双浮筒双翼自杀攻击机对该舰实施了致命的一击。其中1架撞在舰炮上，使弹药库发生大爆炸，另1架被美高炮击中，降落在驱逐舰的航迹上，但驾驶该机的特攻队员并不死心，仍然循着驱逐舰的航迹滑行，接着又猛拉机头，一下子撞在“摩里森”号的尾炮塔上，引起了更大的爆炸。在受到这2次撞击后仅几分钟，“摩里森”号便舰首翘起，逐渐下沉……
面对日机的自杀性进攻，美军逐步摸索出了对付的方法。派出雷达警戒舰和预警雷达飞机，严密监视日军最可能出击的方向，还在冲绳岛和附近小岛上建立雷达站，实施严密对空警戒；运用统筹学原理，科学组织舰船的防空机动，大型军舰与日机来袭方向保持垂直，小型军舰则与日机攻击航向平行，采取突然急转和增速，使日机难以对准目标；同时加强战斗机空中巡逻警戒，随时根据雷达预警的报告，进行拦截。
而日军的情况正好相反，因为进行自杀攻击的飞行员没有一个能够回来报告攻击经验和体会，因此无法针对美军的战术变化进行必要的改进。
此外，美国人为了有效地制止日军自杀攻击行为，开始实施一种“将‘鼠群’捣死在它们‘老巢’里”的方法：出动大批舰载机，连续轰炸日军机场，争取斩草除根，在日机起飞前将其彻底摧毁，使许多自杀飞机还没来得及起飞便被摧毁在自己的窝巢里。
此外，最初的以献身为荣、毫不畏死的特攻队飞行员已经损失殆尽，后来的飞行员大多是迫于压力而参与特攻的。在日军内部，认为这种牺牲没有意义的厌战情绪逐渐蔓延，甚至有些飞行员以没有发现美舰为借口返回了基地。最终，日军的特攻效果越来越小，因飞机和飞行员损失后得不到及时补充，能够出动的飞机越来越少，特攻的规模也就越来越小了。
此后，日本人虽然又发动了一些“菊水”特攻和频繁地小规模攻击，但战果甚微。