3月27日和31日，第21航空隊根據尼米茲的要求轉而轟炸日軍在九州的各機場，嚴重破壞了這些機場的設施，使其在九州地區的航空兵幾乎癱瘓。同一時間里，美軍組織的攻勢布雷又將下關海峽徹底封鎖。
為了徹底消除來自日本本土的空中威脅，美軍第5艦隊的主力航母編隊第58特混編隊，經十天的短暫休整，由編隊司令米切爾指揮于3月14日從烏利西基地出發，前往攻擊日本本土，第5艦隊司令斯普魯恩斯以“印第安納波利斯”號重巡洋艦為旗艦，隨同編隊行動。
3月18日，第58特混編隊到達距九州東南約90海里處，從凌晨開始出動艦載機對九州各機場進行突擊。日本海軍第五航空艦隊司令宇桓纏海軍中將雖然接到待美軍登陸編隊出現時再出擊的命令，但他認為如果不進行反擊，任憑美軍轟炸的話，他的航空兵力都將被消滅在地面上，因此仍下令出擊。雙方的飛機在空中交錯而過，美軍飛機在九州上空只遭到了輕微抵抗，但機場上基本沒有飛機，戰果很小。而在美軍攻擊日軍機場的同時，193架日機也對美軍艦隊發起了攻擊，“企業”號航母中彈一枚，一架日軍自殺機在“勇猛”號航母舷側被擊中爆炸，碎片落到航母的機庫甲板，引起大火，艦上水兵死2人，傷43人，“約克城”號航母也被擊傷，艦體被炸開兩個缺口，水兵死5人，傷26人，所幸三艦傷勢都還不重。日機則損失161架。
3月19日，美軍航母編隊出動了近千架艦載機對吳港、大阪和神戶的飛機制造廠和九州、四國等地的機場進行轟炸，日軍第五航空艦隊也出動飛機反擊。“黃蜂”號航母中彈數枚，燃起大火，損管人員拼死搏斗，才將大火撲滅，艦員死101人，傷269人。
7時許，“富蘭克林”號航母正在組織艦載機起飛，一架日軍的“彗星”轟炸機借助云層掩護，突然俯沖而下，在30米高度投下兩枚250公斤炸彈，一枚在機庫甲板爆炸，另一枚落在艦尾，穿透兩層甲板在軍官艙附近爆炸，在機庫爆炸的炸彈危害特別嚴重，因為航母正在組織艦載機起飛，機庫里全是加滿油，掛滿炸彈的飛機，炸彈爆炸后立即引起了可怕的連鎖爆炸，火勢迅速蔓延，爆炸此起彼伏，大火引起的濃煙直沖云天，航母上幾十架飛機都被炸毀，艦員傷亡已經多達數百人，爆炸和大火持續不斷，并逐漸波及到機艙，“富蘭克林”號上層建筑面目全非滿是彈洞，甲板上遍布飛機殘骸，大火蔓延到了后甲板的彈藥堆，引起了更大的爆炸，煙柱高達600米。“富蘭克林”號所在的第二大隊司令戴維森海軍少將見航母傷勢嚴重，通知艦長蓋爾斯上校可以下令棄艦，但蓋爾斯認為只要提供必要的海空支援和掩護，“富蘭克林”號還能挽救。戴維森同意了他的計劃，立即調動第二大隊的其他軍艦前來救援，“圣非”號輕巡洋艦用鋼纜拖住“富蘭克林”號以阻止其傾覆沉沒，同時接下部分受傷艦員，艦長蓋爾斯首先下令向彈藥艙注水，以避免更大的爆炸，但注水后航母開始右傾。9時30分，“富蘭克林”號鍋爐停止了工作，右傾加劇，甲板幾乎碰到了海面，“圣非”號眼看無力控制其傾斜，擔心被航母巨大的艦體拖翻，只得砍斷鋼纜。“匹茲堡”號重巡洋艦接著趕來，布置鋼纜阻止“富蘭克林”號傾斜，經過不懈的努力，終于制止了航母的傾斜，“圣非”號再度靠近航母，將鋼纜以前主炮作支點，系上航母，協同“匹茲堡”號一起矯正航母的傾斜。
航母上的官兵在艦長的指揮下全力搶救，盡管零星爆炸還不時發生，火勢還很猛，但傾覆的危險總算被解除了，第二大隊的5艘驅逐艦在航母四周一邊搭救落水艦員，一邊為航母提供掩護。由于航母所在海域距離日軍航空基地還不足100海里，日機空襲的危險隨時存在，因此搶救工作非常急迫。中午前后，又有一架日機前來攻擊，但未命中。
遭到如此重創的“富蘭克林”號在全體官兵和第二大隊友艦的大力支援下，經數小時的拼搏，竟然奇跡般的撲滅了大火，在這場災難中，“富蘭克林”號共有724人死亡，265人受傷。后在“匹茲堡”號的拖曳下，回到了烏利西基地，經短時間搶修，恢復了航行能力，在“圣非”號巡洋艦的護送下于4月28日返回了美國本土的布魯克林海軍基地。
在18、19日兩天的突擊中，美軍損失艦載機116架，有1艘航母遭到重創，4艘航母和1艘驅逐艦被擊傷，在空中和地面上共消滅日機528架，炸沉炸傷日艦22艘，并對九州地區的飛機制造廠和航空基地造成了較大的破壞，使九州地區的日軍航空兵在此后的兩周時間里無力組織大規模行動。
3月20日，天氣轉雨，第58特混編隊南撤，日軍因航空兵力損失嚴重，所剩無幾，只以少數飛機進行了零星襲擾，有一架自殺飛機撞傷了一艘驅逐艦。3月22日，第58特混編隊與后勤支援大隊的補給船只在海上會合，進行了海上補給，補充糧、彈、油。3月23日，第58特混編隊到達沖繩島以東100海里水域，開始對沖繩群島進行預先航空火力準備。
經過數天空襲給予日軍在這一地區的航空兵力和機場設施造成了嚴重損失。至此，在美軍登陸編隊到達沖繩島海域前，第58和第57特混編隊就已經有效地削弱了日軍在沖繩群島北南兩個方向的航空兵力，進一步孤立了沖繩島守軍。
■登陸慶良間列島
距日本那霸市西面約40公里的海面上，有由大小約20多個島嶼組成的慶良間諸島。其中有人居住的島嶼有渡嘉敷、座間味、阿嘉、慶留間4島。這些島嶼坐落在長約13海里，寬約7海里的海域，十個主要的島嶼都是懸崖峭壁，礁石林立。
美軍登陸編隊司令特納在制定沖繩島登陸計劃時就提出先以部分兵力奪取該群島，但計劃一經提出，就遭到了反對。他們覺得慶良間列島地形崎嶇，無法修建機場，對于沖繩登陸作戰沒什么價值。日軍在以慶良間列島為中心，半徑50海里范圍里有5處機場，航空兵力雄厚，如果實施登陸，將會遭到日軍猛烈的航空兵力攻擊。這樣一來，不僅登陸難以取勝，還會影響隨后進行的在沖繩島的登陸。但美軍登陸編隊司令特納卻認為先奪取這個島是非常有必要的。因為根據硫磺島戰役的經驗，在靠近戰場的海域擁有一個避風錨地對作戰是非常有利的。而且，慶良間列島主島渡加敷島與其以西的五個小島圍成慶良間海峽，海面開闊，海峽兩端可以布設反潛網，是天然的避風錨地，水深數十米，能容納近百艘大型艦船，而在渡加敷島以東還有一片稍小一些的開闊海域，則可以建成理想的水上飛機起降基地，這樣慶良間列島就可以成為在沖繩島登陸的前進基地。在他的堅持下，美軍最終決定先在慶良間列島實施登陸，以取得前進基地。后來證明，特納的這一決定是非常明智和正確的。
3月17日，第52特混編隊司令布蘭迪海軍少將、第51特混編隊第一大隊司令基蘭海軍少將、陸軍第77師師長布魯斯陸軍少將和水下爆破大隊大隊長漢隆海軍上校一起制定了慶良間列島登陸計劃。他們首先先派偵察機去偵察，發現日軍在慶良間列島的防御非常薄弱，于是，他們改變了特納原先以一個加強營的兵力逐個攻取的設想，決定以77師主力在6個較大的島嶼同時實施登陸，力爭一舉奪取慶良間列島。
3月23日，布蘭迪海軍少將指揮由18艘護航航母、15艘驅逐艦、19艘護衛艦、70艘掃雷艦以及一些炮艇、獵潛艇等小型艦艇組成的第52特混編隊，其任務是對登陸作戰實施支援，也被稱為兩棲支援編隊，開始對沖繩島接近航道進行掃雷，護航航母則出動艦載機對沖繩島、慶良間列島日軍進行轟炸，以掩護掃雷行動。
3月25日，支援編隊中的2艘巡洋艦和3艘驅逐艦對慶良間列島實施預先火力準備，同時掩護水下爆破大隊偵察各島嶼登陸地點的海灘情況，結果發現久場島和屋嘉比島兩島嶼預定登陸點的水下密布暗礁，登陸艇無法直接駛上海灘，只能使用履帶登陸車，這樣一來，現有履帶登陸車的數量就不能滿足在6個島嶼同時登陸的需要，因此美軍決定先在其他四個島嶼登陸。
3月26日凌晨，戴約少將指揮的第51特混編隊第一大隊的11艘戰列艦、11艘巡洋艦、24艘驅逐艦和8艘護衛艦對沖繩島實施炮火準備，吸引日軍的注意力，掩護在慶良間列島的登陸。
4時30分，支援編隊開始對慶良間列島實施登陸前的炮火準備，7時許，第77師由430余艘登陸艦艇運送，兵分四路，在海空火力支援下，同時在坐間味島、阿嘉島、慶留島和外地島登陸，日軍抵抗非常微弱，至黃昏時分，美軍已占領上述四島，并開始在慶良間海峽布設浮標等錨地設施。
入夜后，日軍以自殺飛機和自殺艇對登陸美軍進行了特攻襲擊，雖給美軍造成了一些損失，但對整個戰斗沒有什么影響。
3月27日，美軍擴張戰果，向其余島嶼發展進攻，很快就占領了整個慶良間列島。在此次戰斗中，日軍守備部隊死530人，被俘120人。美軍第77師的登陸部隊陣亡31人，傷81人；海軍陣亡和失蹤124人，傷230人。當天，美軍的供應艦、油船、修理船、補給艦等后勤輔助艦只就陸續進入慶良間列島，很快在此建立起補給和維修基地，至31日，慶良間錨地已經成為一個初具規模的前進基地，在沖繩戰役期間發揮了巨大作用。
美軍除了占領慶良間列島以外，還俘獲了日軍配置在該地的250余艘自殺摩托艇和100余枚人操魚雷，原來慶良間列島是日軍的自殺艇基地，日軍原準備當美軍在沖繩島登陸時，以這些自殺艇進行夜間特攻的企圖隨之破滅。
3月31日，美軍77師又占領了慶良間列島與沖繩島之間的慶伊瀨島（距沖繩島約6海里），由兩個155毫米炮兵營組成的野戰炮兵集群迅速上島建立陣地，以便支援從次日開始的在沖繩島的登陸。
■登陸沖繩島
美軍攻占慶良間列島后，就著手登陸沖繩島。而對沖繩島的炮火準備從3月26日就已經開始了。
3月26日4時，德約少將的第51特混編隊第一大隊開始炮擊沖繩島，天亮后，美軍第58特混編隊的航母艦載機和第52特混編隊第一大隊的護航航母艦載機以及從馬里亞納、菲律賓等地起飛的陸軍航空兵也對沖繩島進行了持續而猛烈的轟炸。參加轟炸的飛機很多，有的對日軍機場進行壓制性轟炸；有的轟炸日軍防御工事；有的為艦炮火力進行校正；有的擔負空中警戒；有的進行反潛巡邏……為了有效地進行組織協調，美軍專門成立了由帕克海軍上校為隊長的空中支援控制分隊，對所有參戰飛機進行統一指揮和協調。
3月29日，因為美軍掃雷艦已經將接近沖繩島航道中的水雷清掃干凈，所以戰列艦、巡洋艦能夠駛到距沖繩島很近的距離，進行精確射擊。
至3月30日，美軍的火力準備已經進行了足足五天，但日軍卻絲毫沒有還擊！這讓美軍感到非常奇怪。在登陸前的一周里，美軍炮火準備消耗了大量的彈藥，僅艦炮就達四萬余發，其中406毫米炮彈1033發，356毫米炮彈3285發，203毫米炮彈3750發，152毫米炮彈4511發，127毫米炮彈27266發，日軍龜縮在縱深坑道工事中，因此效果并不理想。
4月1日，天氣晴朗，美軍的登陸終于開始了，來自于舊金山、西雅圖、夏威夷、新喀里多尼亞島、圣埃斯皮里圖島、瓜達爾卡納爾島、塞班島和萊特島等地的美軍登陸編隊于拂曉時分到達沖繩島海域，并開始換乘。
4時許，在特納發出“開始登陸！”的命令后，美軍炮火支援編隊的軍艦隨即開始射擊，掩護登陸部隊搶灘上陸。
陸戰2師首先在沖繩島東南海岸登陸，實施佯動，以吸引日軍的注意，分散日軍的兵力，為真正的登陸創造有利條件。
8時，美軍登陸的主攻部隊從登陸艦上沿舷側的繩網下到登陸艇上，登陸艇排成5個攻擊波，以整齊的隊形向岸上沖去，陸戰1師、陸戰6師和陸軍第7師、第96師，在沖繩島西海岸從北到南正面約9公里地段登陸。8時26分，美軍飛機結束了最后一次掃射，艦炮也停止了射擊，第一波登陸艇此時距海灘僅70米，海空配合得非常好。8時32分，第一波登陸部隊沖上岸。九時，履帶登陸車和登陸艇排著整齊的隊形，一波又一波，川流不息，秩序井然，整個登陸過程，非常順利。這也讓美軍感到非常詫異。
10時，美軍沒費一兵一卒就占領了嘉手納和讀谷兩機場，而且這兩個機場還是完好無損，這完全超出了美軍的想象。下午，美軍突擊進行物資卸載。海上，日軍沒有出動一架飛機一艘軍艦；沖繩島上，日軍也只有少數狙擊兵的輕武器射擊和迫擊炮零星射擊，抵抗極其輕微。
至日落時，美軍已有五萬余人和大量的火炮、坦克以及軍需物資上岸，建立起正面約14公里，縱深約5公里的登陸場。特納向斯普魯恩斯和尼米茲報告：“登陸順利，抵抗輕微。”美軍上至特納，下到普通士兵，對日軍的神秘消失感到迷惑不解。4月2日，美軍一部開始向東推進，以切斷日軍防線。4月4日，美軍兩個陸戰師橫跨整個島嶼到達東海岸的中城灣，占領島中部地區，將日軍防線一分為二。美軍原計劃十五天完成的任務，僅四天就順利實現。
日軍原計劃在美軍實施沖繩島登陸時發動代號為“天號作戰”的航空兵戰役，但卻在3月18日、19日反擊美軍對九州地區的空襲中損失慘重，已無力組織大規模作戰。而海軍其他航空兵部隊大多還在訓練中，陸軍的航空兵則還沒來得及調到九州，因此，日軍只出動了少量飛機進行攻擊。
從3月26日至31日，包括偵察機在內，出動的飛機才100架次，其中自殺飛機約20架次。盡管攻擊次數少，但還是給美軍造成了一定的損失。3月31日，美軍第五艦隊司令斯普魯恩斯的旗艦“印第安納波利斯”號重巡洋艦就被日軍的自殺飛機撞中，艦體被撞出兩個大洞，緊急前往慶良間列島搶修，斯普魯恩斯只得改旗“新墨西哥”號戰列艦。至4月5日，日軍共擊沉快速運輸艦1艘，擊傷包括戰列艦2艘、護航航母1艘、巡洋艦3艘在內的39艘各型艦艇。
■“菊水”作戰
4月5日，豐田副武覺得面對美軍數千艘艦船，日軍少量飛機的出擊根本無濟于事，為配合島上的抗登陸作戰，決定從次日開始對美軍在沖繩海域的艦艇實施大規模空中攻擊，投入海軍岸基航空兵的第1、第3、第5和第10航空艦隊和陸軍第8飛行師團和第6航空軍，飛機總數達4000架，作戰代號為“菊水”。