日军残部转入游击战
此时，日军逐渐陷入绝境。藏匿在各地的部队彼此失去联系，虽然很多劝降的居民被杀掉，但其活动仍对冲绳人占近1/3的日军产生了影响，更不用说大量居民和军队混在一起造成的巨大混乱。美军的清剿也在加强。6月13日，冲绳日本海军部队指挥官大田实少将自杀。此前的6月6日，他发出了一封从另一个角度看待冲绳居民的电报：“县民所有的青壮年响应号召献身防卫??，甚至有人自愿怀抱炮弹冲入敌阵”、“冲绳县民如此奋战，恳望后世赐予他们特别的嘉奖”。多少为阿南惟畿、梅津美治郎、丰田副武等军部高层叫嚣“一亿玉碎”提供了些说辞，尽管文官集团算经济账，日本已无再打下去的可能。
日军的组织在崩溃，但他们还在继续战斗。6月18日，美军在冲绳的最高指挥官——第10集团军司令巴克纳中将，被一发突如其来的日本炮弹炸死。他是在战争期间阵亡的最高级别美国军官。此后美军强化了清剿和对居民的杀戮。6月23日，牛岛满和长勇一道自杀。据冲绳媒体的调查报道，长勇死前笑言：“阁下(牛岛满)去极乐世界，我下地狱。去的地方不同，彼此不能当向导了。”在此前后，知事岛田和警察本部长以下的大量公务人员也陆续战死或自杀。八原博通被命令逃回国，目的是要将冲绳战役的经验传授给本土作战的准备部队。7月15日，他成为二战中被美军俘虏的军衔最高的日本军官。
第10集团军司令官小西蒙·玻利瓦尔·巴克纳中将(右)在冲绳战役前线视察，这是他生前最后一张照片。1945年6月18日，一颗日军炮弹击中他身边的岩石，岩石碎片扎进他的胸膛，他成为美军在太平洋战场上牺牲的军官中职务和军衔最高者7月2日，第10集团军宣布冲绳战役以胜利告终。此时，落入美军之手的俘虏超过1万人，包括7401名作战人员和3339名劳工。但直到整个第二次世界大战结束，冲绳岛上仍有不少于8000名日军残余人员既没有死亡，也没有投降。他们或者藏匿起来，还有极少数奇迹般地渡海逃回日军控制岛屿，而更多的则以大小不等的规模散布各地打游击战，有些甚至是单枪匹马。1998年，在冲绳发现了3名美国海军陆战队队员的尸骨。当地老人告诉前来采访的美国《纽约时报》记者，1945年冲绳战时，这三人跑到附近村庄强奸妇女，遭到两名日本士兵和当地村民的伏击而丧命，尸骨在山洞里藏了整整53年。
另一些日军游击集团规模较大，甚至多达数百人。其中最著名的是北乡格郎大佐指挥的第32步兵联队残部。该联队是唯一还保有联队本部的冲绳日军集团。在北部的国头地区，宇土武彦大佐指挥的特别支队(包括很多经过特殊训练的军事情报人员)也在继续战斗。美军不得不进行了长达数月的清剿，通过在洞穴上面挖洞并浇灌汽油点火的方式对付藏在洞中的日军。有时，全身着火的日军会从洞穴里冲出来抱一个美军垫背。
不算后来在游击战中的损失，美军为冲绳战役付出的代价也相当惨重。早期的不完整报告显示，从1945年4月1日到6月30日，美第10集团军的陆军和海军陆战队一共损失了65631人，加上海军，美军在冲绳战役中共有12281人阵亡。极端残酷的战斗，把很多美军步兵连打光了(步兵占美军损失的八成以上)，迫使美国从本土向冲绳派出22801人的补充兵。此外，这场战役美军的伤亡报告中还包括数千个精神崩溃的案例，不间断的炮击和爆炸、高强度的作战、持续的大雨让人无法成眠，不要命的日军、被驱赶当肉盾的平民、由于泥泞无法安葬导致尸体像垃圾般扔满全岛以及散发出来的恶臭——许多美国大兵被吓傻了。相应的，冲绳战役期间美军的士气和军纪也陷入一个极低的水平。
1945年5月5日，坐在坦克上向冲绳南部前进的美军士兵
太平洋战场最血腥的战斗
在日军以两个二三流师团为基干再拼凑几万民兵防守的冲绳，美军投入50万大军(包括以4个陆军师和3个最精锐陆战师为基干的庞大地面军团)，以疯狂的暴风骤雨般的凶猛火力几乎摧毁了冲绳的一草一木。美军还是付出了极为惨重的代价。即使德国战败投降的消息也没能让日军停止抵抗。事先被美国人视为“日本异类”的冲绳居民也配合日军，全县近1/4的人民死去。美国媒体用“不屈”来形容冲绳日军的顽强战斗。美国人意识到，如果进攻由400万日军(包括大量从海外调回的精锐部队)防守的日本本土，美军所付出的代价可能会达到不可承受的程度(某些评估认为可能有100万伤亡)，在欧洲的美国远征军也必须悉数投入亚太战场——而此时，苏联的前线兵力即高达600万，斯大林在欧洲的地位势必急剧增强。这一切，迫使美国人在制定登陆日本计划的同时，更多考虑以其他方式结束战争，包括：促使俄国向远东出兵，动用原子弹，以及对日本做出政治上的让步。
1945年6月4日，冲绳战役，日军向美军中尉格伦·斯劳特投降
1945年8月15日，昭和天皇宣布日本战败。美军也在冲绳大量空投传单，宣告日本投降的消息，促使日军残余停止抵抗。一周后的8月22日，美国派出军使与北乡格郎所部取得联系，劝说其放下武器。但北乡还是犹豫了几天，直到8月28日才下令：“根据天皇陛下命令，开向美军”，并于当晚焚烧军旗。北乡所部于8月29日解除武装。10月，宇土支队放下武器。最终，参加冲绳战役的日本军事人员有18000人存活下来。他们中有些人直到1946年还在坚持抵抗。
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