5月4日，日军牛岛中将命令守军全体出动，企图发动最后攻势，但反攻部队遭到美军炮击，日军坦克大多被击毁，反攻战失败。日军被迫撤回首里城堡。
从5月份起，美国出动B-29飞机约300架次反复袭击了九州空军基地，海军也出动1650余架次飞机袭击了南九州基地。
5月11日～27日，日军发动数次空中进攻作战，共出动飞机954架，有272架被美军击落，美军仅损失了少量小型舰船。
第四阶段：总决战
(1945年6月初～22日)
6月5日，美军报告称，突破了日军的首里防线。然而，日军只是后退到了一个崎岖的珊瑚岛悬崖上，企图死守。
6月上旬和下旬，日军又发动了2次航空总攻击，但对冲绳战局已无济于事。
6月17日，美军用特制的喷火坦克把凝固汽油弹射进日军据点，守军阵地一片混乱。
6月18日，美军登岛部队司令官巴克纳将军在前沿巡视时被炮弹炸起的珊瑚击中身亡。
6月22日凌晨，日军守岛司令官牛岛中将切腹自杀。当日，美军将日军残部截为3段，实施各个击破。至此，冲绳岛战役以美军胜利告终。
