1945年4月5日，聯合艦隊決定以第二艦隊的“大和”號戰列艦、“矢矧”號巡洋艦和“冬月”、“涼月”、“磯風”、“濱風”、“雪風”、“朝霞”、“霞”、“初霜”號等8艘驅逐艦組成海上特攻隊，配合“菊水一號”航空特攻作戰，於1945年4月8日拂曉突入沖繩以西海域，殲滅美軍登陸編隊，支援沖繩島上守軍奪回機場。由於日軍燃油嚴重短缺，聯合艦隊費盡九牛二虎之力才蒐集到2500噸燃油，還不到“大和”號燃油艙容量6400噸的一半，勉強能保證前往沖繩的單程油耗所需，而且因爲航空兵力全數投入菊水作戰，對這支出擊的艦隊沒有任何空中掩護，完全是一次地道徹底的自殺性海上特攻行動，所以參戰官兵都清楚此次作戰是有去無回的，在出徵前例行的訣別酒會上，很多人都情不自禁有些失態，與以往出征前的訣別酒會有說有笑的場景，截然不同，充滿着赴死前的悲愴與悽然。
1945年4月6日下午，“大和”號全艦3000官兵在甲板上集合，聽艦長宣讀聯合艦隊司令豐田副武發來的出擊命令，隨後全體高唱國歌、軍歌，並三呼萬歲，然後拔錨啓航。由於下關海峽已被美軍佈設的水雷封鎖，日軍艦隊只得經豐後水道沿九州島南下。1945年4月7日六時艦隊通過大隅海峽，經九州島最
南端的佐多岬後伊藤決定以280度航向先向西，儘量避開美軍飛機的搜索，到黃昏後再轉向沖繩。其實早在日軍艦隊經過豐後水道時，就已經被在豐後水道的美軍“線鰭魚”和“棘魚”號潛艇發現了，這兩艘潛艇任務是監視豐後水道的日艦活動，因此都沒有對日艦進行攻擊，只是將敵情迅速向斯普魯恩斯報告。斯普魯恩斯接到報告，立即命令戴約少將指揮第54特混編隊的6艘戰列艦、7艘巡洋艦和21艘驅逐艦，從沖繩海域迅速北進，儘可能引誘日軍艦隊向南，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特混編隊的航母艦載機實施攻擊;如果艦載機未能將其消滅，第54特混編隊的戰列艦和巡洋艦就以艦炮火力殲滅之。同時命令米切爾的第58特混編隊作好戰鬥準備。米切爾隨即率領58特混編隊的第一、三、四大隊向沖繩東北海域航進，以佔領有利的出擊位置，第二大隊因正在沖繩以東海面進行水上補給，沒有參加此次戰鬥。
1945年4月7日拂曉，第58特混編隊就出動了約40架飛機，呈扇面搜索沖繩北面海面，而擔負突擊任務的機羣則在航母甲板上待命，只等一發現日艦就立即起飛攻擊。八時三十二分，“埃塞克斯”號航母的偵察機在甄列島西南發現了日軍艦隊正以12節航速300度航向行進。正在空中巡邏的從慶良間列島起飛2架水上飛機聞訊後，立即趕到目標所在海域跟蹤監視。
九時十五分，米切爾派出了16架戰鬥機對日艦進行跟蹤監視。美軍飛機在日艦高射炮射程之外盤旋，克服天氣不佳的困難，始終與日艦保持着接觸，並不斷向米切爾報告日艦的位置、航向和航速。十二時三十分，美機飛臨日艦上空，日軍艦隊排成菱形隊形，“大和”號居中，巡洋艦和驅逐艦則在其四周，正以26節航速行進。作爲日本海軍聯合艦隊象徵，排水量6.8萬噸的巨型戰列艦“大和”號的沉沒，標誌着聯合艦隊的徹底覆沒，同時也宣告了鉅艦大炮主義的徹底破產。
在美軍攻擊“大和”號的同時，部分美機也對“矢矧”號巡洋艦和驅逐艦發動了攻擊，“矢矧”號已經喪失了機動能力，美軍轟炸機和魚雷機進行的攻擊動作漂亮、出色，簡直是教科書式的表演，“矢矧”號累計被擊中七條魚雷和十二枚炸彈，於十四時零五分傾覆沉沒。“磯風”號、“朝霞”號和“霞”號驅逐艦也先後遭到重創，不得不自行鑿沉。當“大和”號沉沒後，第四十一驅逐艦大隊大隊長吉田正義大佐接替指揮，他一面組織殘餘艦隻打撈落水人員，一面向聯合艦隊司令發電報告戰況並請示下一步行動指示。十六時三十九分，聯合艦隊司令豐田鑑於預期計劃已無法實現，決定終止海上特攻，吉田隨即率領餘下的4艘驅逐艦帶着創傷，於8日回到了佐世保基地。
美軍的戰列艦、巡洋艦編隊還未投入戰鬥，日軍的這支海上特攻艦隊就被美軍艦載機所消滅，美軍共出動艦載機386架次，其中戰鬥機180架次，轟炸機75架次，魚雷機131架次，被日艦擊落10架。日本海軍在沖繩海域活動的11艘潛艇，由於美軍反潛兵力雄厚，警戒嚴密，未獲任何戰果反被擊沉8艘，至此，日本海軍對衝繩島守軍的支援均告失利，雖然其空中特攻作戰給美軍造成不小的損失，但對整個登陸戰役，起不了決定性的影響。
