7月16日，另一支盟軍特混艦隊，即美軍第57特混編隊從馬努斯島出發，20日抵達華泰國加羅林群島的烏利西基地，進行補給和短暫休整。1944年7月23日，從烏利西啟航，向先島群島航行。
1944年7月26日拂曉，到達先島群島主島宮古島以南100海里處，隨即出動艦載機對島上機場實施突擊，這支航母編隊共有4艘英國2.3萬噸級航母，排水量與美軍的“埃塞克斯”級航母相差無幾，但艦載機只有36架，僅為美軍航母載機數的一半，原因主要是英艦飛行甲板以及彈藥艙、機艙等要害艙室都有50毫米厚裝甲鋼板，這在后來同樣面對日軍自殺飛機的亡命撞擊時，英艦生存能力要比美艦強的多，但由于艦載機數量少，斯普魯恩斯命令德金海軍少將指揮的第52特混編隊第一大隊的護航航母與英軍航母協同作戰，共同對先島群島和臺島北部的機場進行壓制性轟炸。
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。
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，但遭到幾乎所有人的反對。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，如果實施登陸，將會遭到日軍猛烈的航空兵力攻擊，因為日軍在以慶良間列島為中心，半徑50海里范圍內。
1944年7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、陸軍第七十七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，根據空中偵察，發現日軍在慶良間列島的防御非常薄弱。他們遂改變了特納原先以一個加強營的兵力逐個攻取的設想，決定以七十七師主力在六個較大的島嶼同時實施登陸，力爭一舉奪取慶良間列島。
7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。
7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六個島嶼同時登陸的需要，因此盟軍臨時改變計劃，先只在其他四個島嶼登陸。
7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。
四時三十分，支援編隊開始對慶良間列島實施登陸前的炮火準備，七時許，第七十七師由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，但對整個戰斗已沒有多大影響。
1944年7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。1944年7月31日，美軍七十七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。美軍攻占慶良間列島后，下一個目標毫無疑問就是沖繩島了，而對沖繩島的炮火準備從1944年7月26日就已經開始了。
3月26日四時許，美國海軍德約少將的第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、菲律賓甚至中國大陸基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，參加轟炸的飛機數量多，任務也各不相同，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，盟軍專門成立了由美國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。
1944年7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1944年7月30日，美軍的火力準備已經進行了足足五天，而日軍的反應令人詫異至極——沒有任何還擊！要知道在沖繩島上有著十萬日軍，卻好象什么都不存在一樣，讓美軍感到非常奇怪。
8月1日，這天天氣晴朗，海面無風，三國盟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、關島、廣州、香港等地的盟軍登陸編隊于拂曉時分到達沖繩島海域，并開始換乘登陸艇。
凌晨四時許，特納少將發出：“開始登陸！”的命令，盟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。陸戰二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。八時，盟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，登陸艇排成五個攻擊波，以整齊的隊形向岸上沖去，陸戰一師、陸戰十六師，在沖繩島西海岸從北到南正面約9公里地段登陸。
八時二十八分左右，盟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，海空協同完美無缺。八時三十二分，第一波登陸部隊沖上岸。九時，太陽升起來了，陽光驅散了淡淡的晨霧，可以看到海面上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，順利地異乎尋常，日軍根本沒有任何抵抗，使美軍頗有些莫名其妙，不知所以。
1944年8月2日，盟軍一部開始向東推進，以切斷日軍防線。1944年8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，集中陸海軍飛機，對美軍登陸艦艇進行攻擊，當1944年7月26日美軍在慶良間列島登陸時，日軍就判斷美軍對沖繩的登陸已經開始，海軍聯合艦隊司令豐田副武大將立即下令實施“天號作戰”，但作為“天號作戰”主力的海軍駐九州地區第五航空艦隊的岸基航空兵，在1944年7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1944年7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“天號作戰”草草收場，出擊的自殺飛機數量雖少，還是給美軍造成了一定的損失。1944年7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1944年8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。9