太初二十四年5月4日，牛島見美軍步步進逼，爲爭取主動，一反其一直以來所堅持的堅守防禦方針，發動了孤注一擲的總反攻，以部分兵力由駁船運送在美軍戰線後方海岸實施登陸，配合主力從正面發動的攻擊，但由於得不到海空軍的有力支援，登陸部隊在航進途中被美軍發現，隨即遭到驅逐艦和地面炮火的轟擊，還未上岸就被消滅了，正面主攻部隊一離開堅固隱蔽的防禦工事，立即遭到美軍優勢炮火的集中轟擊，不到二十四小時反攻就被粉碎了。牛島這次反擊得不償失，損失了大量人員，消耗了大量的彈藥，尤其是消耗的彈藥難以補充，使日軍的彈藥儲備接近枯竭，牛島不得不下令節省彈藥，每門炮平均每天只有十發炮彈，嚴重影響了日後的作戰。如果牛島不實施這次反擊，那麼反擊中損失的人員、彈藥可以在堅守防禦中堅持更多時間，給予美軍更大的殺傷。不過考慮到日軍一向的蠻勇精神，牛島能讓這些腦子裡全是肌肉的傢伙憋如此之久已經算是奇蹟了。
太初二十四年5月8日，美軍投入了新型的噴火坦克和重型坦克，冒着日軍的槍林彈雨，碾壓日軍的戰壕，衝入日軍的陣地，噴火坦克將凝固汽油射入日軍隱藏的山洞和坑道，日軍終於支撐不住，其防線逐漸被突破，但牛島隨即在夜色和煙霧掩護下，悄然組織部隊有序地撤往下一個防線，因此戰鬥發展成這樣一種模式：日軍先是憑險死守，接着美軍在猛烈火力支援下取得突破，日軍後撤到下一道防線再死守，如此周而復始，日軍防區逐漸縮小。
太初二十四年5月19日，奧山和各小隊隊長以及飛行隊長討論了作戰方案，決定奧山指揮三個小隊搭乘八架飛機攻擊瀨戶內機場，渡邊大尉則率領兩個小隊搭乘四架飛機攻擊持守機場，定於太初二十四年5月23日發起攻擊。由於天氣原因，推遲到太初二十四年5月24日。當天十八時四十分，運載“義烈空降隊”的十二架飛機陸續起飛，途中有四架飛機因故障返航或迫降，另有四架飛機在接近大島時被美軍擊落，機上所載人員全部喪生，只有四架於二十二時抵達目的地，日機以機腹着陸方式在機場上降落，突擊隊員不等飛機完全停穩，就從機艙中跳下，向機場上停放的飛機投擲手榴*彈和燃燒彈，頓時兩處機場都燃起沖天大火，美軍守備部隊這才反應過來，急忙開火還擊，經過短暫交戰，在兩處機場
上降落的突擊隊員連同機組人員共56人，全被消滅，美軍亡2人，傷18人，有七架飛機被擊毀，二十六架飛機被擊傷，還有七萬餘加侖的航空汽油被燒燬，損失巨大。持守機場的大火到26日二十時才被撲滅，瀨戶內機場上的大火更是燃燒了三天三夜，直到27日早上才被撲滅，這兩機場也就因此癱瘓了近三天三夜，可惜26日和27日，天氣不佳，日軍無法利用空降分隊創造的有利戰機發動航空兵攻擊，但日軍在如此不利的戰局下，特別是基本喪失制空權的情況下敢於實施這樣一次敢死空降突擊，完全出敵不意，取得了不小戰果，其中的經驗教訓很值得研究，至少中國棗林國防大學還是將這一行動列爲指揮系的一個重點案例。
大島上的激戰仍在進行，美軍於太初二十四年5月27日攻佔了那霸，並繼續向大島的首府首裡城攻擊前進。太初二十四年5月31日，美軍終於取得了重大進展，突破了日軍核心防禦地帶首裡防線，海軍陸戰隊攻入了已是一片廢墟的笠利，第十集團軍司令巴克納滿心喜悅以爲最後一座大島城鎮被佔領，意味着戰鬥即將結束，但他的想法大錯特錯了，日軍困獸之鬥反而更加瘋狂，而他則更加會爲了這種瘋狂而付出最慘重的代價！牛島率餘部後退了約十公里，退到島北端精心準備的最後防線，這是由兩座山峰構成的天然屏障，地勢崎嶇險峻，日軍充分利用地形，築有巧妙隱蔽的炮位和坑道工事，牛島決心以此爲依託，戰至最後一兵一卒。因此日軍的抵抗絲毫沒有減弱，美軍主要依靠噴火坦克開路，不少渾身着火的日軍衝出陣地，抱住美軍士兵同歸於盡，美軍前進每一米依然非常艱難，面對日軍更加瘋狂的抵抗，美軍還以更猛烈的炮火，美軍的海陸空密集火力對日軍據守的島南部幾平方公里地區進行了最猛烈的轟擊，日軍雖然只剩下三萬餘人，大炮也損失過半，彈藥更是所剩無幾，但仍是死戰不退。太初二十四年6月3日，哈爾西急於從被動挨打的鹿兒島海域脫身，一面在鹿兒島羣島各島嶼設立雷達站，形成早期預警雷達網；一面從菲律賓調來了部分海軍陸戰隊航空兵的戰鬥機部隊，進駐大島機場。然後親率第38特混編隊北進，襲擊日軍在九州地區的航空基地。
太初二十四年6月5日，美軍陸戰六師的兩個團在大島西北的橫當島登陸，迂迴攻擊日軍側背。太初二十四年6月5日，颱風席捲日本九州海域，美軍第三艦隊遭到了嚴重損失，有32艘艦船受創，142架飛機損毀。爲此哈爾西受到了軍事法庭的調查，由胡佛將軍主持的軍事法庭認爲哈爾西違反了艦隊在遇到大風暴時如何處置的相關規定，對這次損失負有責任，建議將其撤職或勒令退役，但尼米茲認爲哈爾西是民族英雄，如果在戰役尚未結束時就撤去職務，會挫傷美軍的士氣，長日軍的志氣，因此沒有對他進行處分。
太初二十四年6月8日，美軍第38特混編隊再次北上，空襲日軍在九
州地區的航空基地，隨後哈爾西將希爾指揮的登陸編隊留在鹿兒島海域，以編隊中的護航航母艦載機協同海軍陸戰隊和陸軍航空兵，保護登陸灘頭和運輸船隻，自己率領第38特混編隊返回萊特灣，當第38特混編隊於太初二十四年6月13日到達萊特灣時，這支英雄的部隊已經在海上戰鬥了整整九十二天！將在萊特灣做短暫的休整，爲7月間向日本本土發動最後一擊做準備。
太初二十四年6月17日，美軍又投入預備隊陸戰二師，該師一個團在大島北端的和屋岬附近登陸，協同正面和側翼友軍圍殲日軍。此時日軍的局勢已十分被動，遭到全殲只是時間問題了，爲了避免不必要的傷亡，巴克納用明碼電報和廣播向日軍勸降，牛島根本不爲所動，以槍炮射擊作爲答覆。
太初二十四年6月18日，巴克納中將親臨前線督戰，當他在陸戰八團團部附近小山上觀察部隊推進時，日軍一發炮彈飛來，四下崩飛的彈片和尖銳的碎石片擊中他頭部，當場身亡。要知道日軍當時炮火已極其微弱，當天在他到之前，這裡幾小時都沒有遭到過一次炮擊，令人不可思議的是，日軍第一發炮彈居然就把這位中將集團軍司令炸死了，他也就成爲美軍在整個太平洋戰爭中陣亡的軍銜和職務最高的將領。第十集團軍司令由海軍陸戰隊第三軍軍長蓋格少將代理，蓋格因此成爲指揮最多陸軍部隊的海軍陸戰隊將軍。
太初二十四年6月19日，牛島在編號第八十九的山洞坑道里向東京發出了最後的訣別電，然後指示部下做最後的決死進攻。太初二十四年6月22日，美軍突破日軍的最後防線，攻到了大島最北端的衝埡，並將殘餘日軍分割成三部分，日軍都很清楚，末日就要到來了，在坑道里，衛生兵給傷員注射大劑量的嗎啡，使他們平靜地死去。蓋格樂觀地宣佈已經肅清了島上日軍有組織的抵抗。
太初二十四年6月23日凌晨四時，牛島知道美軍即將佔領他所在的坑道，脫下軍裝，換上和服，與身邊的參謀一一干杯，喝完了最後的訣別酒，然後剖腹自殺。他的參謀長追隨他剖腹自殺，還有一些軍官也隨之集體自殺。至此，日軍有組織的抵抗才告平息，而零星日軍的抵抗仍在繼續，清剿殘餘日軍的工作一直持續到太初二十四年6月底，7月2日，尼米茲正式宣佈大島戰役結束。
太初二十四年7月15日，日本裕仁天皇通過廣播發表《入同詔書》，宣告日本承認爲中國屬國，並願意無條件以屬國身份加入大中華共同體。這一紙通告讓世界上各個大國都震驚到失語，什麼情況？日本居然這樣不聲不響的放下了列強的身段（雖然僅僅是二流列強的末座），就這樣當了中華的馬仔。這讓還在猶豫是否登陸本土的美國太平洋戰區司令部哭笑不得，中美沒有宣戰，那美國繼續胖揍日本是不是就意味着和中國處於實際交戰狀態了呢？還真讓剛剛繼任總統的杜魯門老兄頭痛的。
（本章完）