4月6日、7日，日军以九州的第5航空舰队和第6航空军为主要兵力，中国台湾地区和先岛群岛的第1航空舰队和第8飞行师团为辅助兵力，出动海军飞机462架，陆军飞机237架，共699架，其中自杀飞机355架。击沉美军驱逐舰3艘、坦克登陆舰1艘和万吨级军火船2艘，击伤战列舰、航母、护卫舰和布雷舰各1艘、驱逐舰8艘，美军伤亡有数百人之多，尽管战前美军就估计到了日军会发动自杀性攻击，但日军攻击之疯狂、美军损失之惨烈，仍令美军胆战心惊。日军将这两天的战斗称为“菊水1号”作战，出击的日机共被击落335架，约占出击总数的48%。
4月12日、13日，日军发动了“菊水2号”作战，因为“菊水1号”作战中损失的飞机还没来得及补充，所以出击的飞机数量要比第一次少，海军出动200架，陆军192架，共392架，其中自杀飞机202架。但这并不影响日军对美军的攻击。因为他们在攻击战术上作了一些改进，先出动战斗机吸引美军的战斗机，当美军战斗机燃料耗尽返回母舰时，攻击机才飞临目标上空进行攻击，同时日军还开始使用一种新式武器——“樱花弹”，即火箭助推的载人航空炸弹，由攻击机携带到达战区后脱离载机，由敢死飞行员驾驶冲向目标，装有一吨烈性炸弹，由3台固体燃料火箭发动机推进，时速高达800公里，威力很大，美军则称之为“八格弹”，这种武器给美军造成了不小的损失。此次作战，日军共击沉美军驱逐舰、登陆舰各1艘，击伤战列舰1艘、驱逐舰6艘、护卫舰3艘、扫雷舰、布雷舰和登陆舰各1艘，日军损失飞机205架。
4月中旬开始，美军为了减少损失，在日机最有可能来的方向派出雷达警戒舰，当发现日机飞来，一边发出预警，一边引导空中的战斗机前去拦截。此外还在刚占领的冲绳岛机场上布置大量战斗机，专门用于截击日军来犯飞机。
4月16日，日军发动“菊水3号”作战，出动海军飞机391架，陆军飞机107架，共498架，其中自杀飞机196架，击沉运输舰和军火船各1艘，击伤航母、驱逐舰、医院船各1艘，运输舰2艘，日机损失182架。
这一天“拉菲”号被称为“不沉之舰”。“拉菲”号担任雷达警戒舰，早上8时许，发现日军50余架飞机飞来，便立即发出预警，并引导空中的战斗机前去拦截，由于此时空中双方飞机混杂在一起，“拉菲”号怕误伤己方飞机，没敢开火。很快两架日军自杀机猛冲过来，“拉菲”号迅速开火将其击落，随即又有20余架日机从几个方向扑来，“拉菲”号全力以赴，组织全舰火力对空射击，日机集中攻击，使“拉菲”号难以兼顾，先后被3架自杀飞机撞中，其中一架正撞在127毫米尾主炮的炮塔上，剧烈的爆炸当场就将炮塔炸飞，火焰和浓烟喷涌而出，高达60米，甲板上到处是日军自杀飞机上航空燃油溅洒所引起的燃烧，火势熊熊，损管队员冒死拼搏，竭力控制火势蔓延。紧接着一架日机投下的炸弹命中20毫米高射炮的弹药舱，引发了更大的爆炸，将舵机炸坏，使“拉菲”号失去了机动能力。不久又有两架自杀飞机撞上“拉菲”号，进一步加剧了伤势，“拉菲”号后半部的火炮全部被炸毁，只剩前部4座20毫米炮还在坚持战斗，生死搏斗持续了整整一小时零二十分钟，“拉菲”号共遭到了22架自杀飞机的攻击，击落了9架，但被5架撞中，还有4枚炸弹命中。“拉菲”号受到了重创，但凭着全体舰员的努力，最终没有沉没。在350名舰员中，死亡32人，伤71人，几乎占三分之一。次日被拖船拖到庆良间列岛锚地进行紧急抢修。4月22日就能依靠修复的自身动力驶到关岛，最后于5月22日驶抵本土西雅图，在托德船厂进行大修，直到战争结束后的9月6日才修复。
日军这3次菊水作战都是在白天进行的，虽然容易发现美军目标，虽然取得了不少战果，但同时也付出了沉重的代价。因为对日军而言，无论是损失的飞机，还是飞行员都很难迅速补充，因此随后的菊水作战，只得改为夜间攻击。
4月21日和22日，日军实施“菊水4号”作战，出动飞机317架，其中自杀机131架。
5月4日和11日，日军为弥补损失的飞机，将水上侦察机也改装成自杀机，投入特攻攻击，共出动飞机597架，其中自杀机300架，先后发动了菊水5号和菊水6号作战。
5月24日、25日和5月27日、28日，日军又将教练机改装成特攻机，以增加特攻机的数量，接连发起了菊水7号和菊水8号作战，总共出动飞机737架，其中自杀机208架。
6月3日和21日、22日，日军竭尽全力，出动飞机502架，其中自杀机114架，发动了菊水9号和菊水10号作战。
美军逐步摸索出了对付日军自杀机的方法，首先除雷达警戒舰外，还派出预警雷达飞机，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；其次运用统筹学原理，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，同时采取突然急转和增速，使日机难以对准目标；最后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。美军的势头可谓越来越高涨。但日军却与此相反。第一，进行自杀攻击的飞行员都是在撞击的那一刻就死了，所以毫无攻击经验和体会，因此无法针对美军的战术变化进行必要的改进。第二，后来的飞行员大多是迫于压力而出击的，认为这种牺牲没有意义的厌战情绪逐渐在日军内部蔓延，甚至有些飞行员以没有发现美舰为借口返回了基地。
为此，菊水作战才告结束。整个冲绳战役中，日军出动的神风特攻队飞机，包括樱花弹，共计1500余架次，击沉美舰26艘，击伤202艘，被美军击落900余架。日军除十次大规模的“菊水作战”外，只要天气允许，每天还组织小批飞机出击，从4月6日至6月22日，零星出击的飞机总数也高达4109架次，其中自杀机917架次，加上10次菊水作战出动的飞机，总计7851架次，其中自杀机2423架次，虽被击落4200余架，但给美军造成了巨大损失，共击沉美军军舰33艘，击伤360余艘。在美军被击沉的33艘军舰中26艘是被自杀机击沉的，占沉没军舰总数的78.8%。英军参战的4艘航母都遭到了日军自杀机的撞击，但损伤远比美军小。
■ 联合舰队覆没
莱特湾战争以后，日本海军联合舰队的主力已折损大半，残余的水面舰艇退至文莱，整编为第2舰队，由伊藤整一海军中将出任司令，并于1944年11月24日回到日本本土的吴港。1945年3月17日，联合舰队判断美军要准备登陆冲绳岛，为此，命令第2舰队前出至濑户内海西部的德山锚地，做好随时出击的准备。
4月5日，联合舰队决定以第2舰队的“大和”号战列舰、“矢矧”号巡洋舰和“冬月”、“凉月”、“矶风”、“滨风”、“雪风”、“朝霞”、“霞”、“初霜”号等8艘驱逐舰组成海上特攻队，配合“菊水1号”航空特攻作战，于4月8日拂晓突入冲绳以西海域，歼灭美军登陆编队，支援冲绳岛上守军夺回机场。由于日军燃油严重短缺，联合舰队很费劲地才搜集到2500吨燃油，还不到“大和”号燃油舱容量6400吨的一半，勉强能保证前往冲绳的单程油耗所需，而且因为航空兵力全数投入菊水作战，对这支出击的舰队没有任何空中掩护，所以参战官兵都清楚此次作战是有去无回的，充满着赴死前的悲怆与凄然。
4月6日下午，“大和”号全舰3000官兵在甲板上集合，听舰长宣读联合舰队司令丰田副武发来的出击命令，随后全体高唱国歌、军歌，并三呼万岁，然后拔锚启航。由于下关海峡已被美军布设的水雷封锁，日军舰队只得经丰后水道沿九州岛南下。
4月7日6时舰队通过大隅海峡，经九州岛最南端的佐多岬后伊藤决定以280度航向先向西，然后再转向冲绳。
其实早在日军舰队经过丰后水道时，就已经被在丰后水道的美军“线鳍鱼”和“棘鱼”号潜艇发现了，为此，他们迅速将敌情迅速向斯普鲁恩斯报告。斯普鲁恩斯接到报告，立即命令戴约少将指挥第54特混编队的6艘战列舰、7艘巡洋舰和21艘驱逐舰，从冲绳海域迅速北进，尽可能引诱日军舰队向南，使其得不到岸基航空兵的支援，也不能迅速撤回本土，以利第58特混编队的航母舰载机实施攻击；如果舰载机未能将其消灭，第54特混编队的战列舰和巡洋舰就以舰炮火力歼灭之。同时命令米切尔的第58特混编队作好战斗准备。米切尔随即率领58特混编队的第1、3、4大队向冲绳东北海域航进，以占领有利的出击位置，第2大队因正在冲绳以东海面进行水上补给，没有参加此次战斗。
4月7日拂晓，第58特混编队就出动了约40架飞机，呈扇面搜索冲绳北面海面，而担负突击任务的机群则在航母甲板上待命，只等一发现日舰就立即起飞攻击。
8时32分，“埃塞克斯”号航母的侦察机在甄列岛西南发现了日军舰队正以12节航速300度航向行进。正在空中巡逻的从庆良间列岛起飞2架水上飞机闻讯后，立即赶到目标所在海域跟踪监视。
9时15分，米切尔派出了16架战斗机对日舰进行跟踪监视。这些战斗机克服天气不佳的困难，始终与日舰保持着接触，并不断向米切尔报告日舰的位置、航向和航速。
10时整，美军第一攻击波起飞F6F“恶妇”战斗机132架，SB2C“俯冲者”俯冲轰炸机50架，TBF“复仇者”鱼雷机98架，共计280架，向日舰所在海域飞去。因为中途岛海战中，俯冲轰炸机立下殊勋，击沉了日军4艘航母，而鱼雷机不仅没有取得战果反而几乎损失殆尽，美军因此调整了航母上舰载机的编成，削减了鱼雷机的数量，加强俯冲轰炸机的数量。
12时30分，美机飞临日舰上空，日军舰队排成菱形队形，“大和”号居中，巡洋舰和驱逐舰则在其四周，正以26节航速行进。当美机冲出低垂的云层，展开攻击时“大和”上的24门27毫米高射炮和156门25毫米机关炮一起开火，同时其他日舰也以全部炮火开始对空射击。美机则冒着密集弹雨迅速占据有利的攻击阵位，从各个方向和角度投下了鱼雷和炸弹，战斗机则用机枪猛烈扫射，压制日舰的对空火力，美机攻击凶猛异常，“大和”号在舰长有贺幸作海军大佐指挥下，不断进行高速大角度机动，以规避呼啸而来的鱼雷、炸弹，但仍有一枚鱼雷命中左舷前部，两枚225公斤炸弹在主桅杆后面爆炸，炸开了装甲厚实的舰尾雷达室，里面的官兵尽数被炸死，观测仪器全部被毁。“大和”凭借着坚固的装甲防护，还没有受到重创，仍能以18节航速继续航行。“矢矧”号巡洋舰被击中一枚鱼雷和一枚炸弹，完全失去了机动能力；“滨风”号驱逐舰被一枚鱼雷和一枚炸弹命中，舰体断裂于12时47分沉没；“凉月”号驱逐舰被450公斤炸弹命中，燃起大火；“冬月”号被两发火箭弹击中，幸运的是都没爆炸，逃过一劫。13时10分，第一波美机投完了所携带的鱼雷炸弹，返回母舰。