1995年の「米軍用地の強制使用手続きに関する代理署名」の拒否以降から、多くの中傷やデマが流されるようになった。平和の礎について、元文藝春秋記者の眞神博は、アメリカの戦史研究家であるロジャー・ピノー等が1990年6月に会見して発表した「沖縄戦メモリアル構想」がその発端で、建設地として名乗りを上げた当時の具志頭村の村長が大田と面談したのち、大田がそのアイディアを剽窃したと村の関係者が述べていた旨主張している。
政界引退後も沖縄戦の研究や基地問題への発言を続けていた。最後の著書（編著）となった『沖縄鉄血勤皇隊』は死去した月に刊行されている。2017年4月にはノーベル平和賞の候補としてノミネートされたと推薦団体が発表していた。2017年春より体調が悪化、満92歳の誕生日でもあった6月12日に呼吸不全・肺炎のため那覇市内の病院で死去。看取った関係者によると、家族や看護師がバースデーソングを歌うのを聞き終えてから亡くなったという。 死去に際して、県議時代は対立する立場でもあった現職知事の翁長雄志は「これからも沖縄の歴史や沖縄戦の実相を後世に伝えて頂けると思っていたが、かなわぬことになって残念だ」「大田元知事と流れるものは一つだと感じている」と述べ、大田に知事選挙で勝利した稲嶺恵一は「父の友人で、私もかわいがってもらった。知事選で対決し、非常に複雑な思いだった」とコメントした。死去から約1か月半後の7月26日に宜野湾市の沖縄コンベンションセンターで県民葬が営まれ、内閣総理大臣の安倍晋三はじめ2000人が参列し、翁長雄志知事（当時）が弔辞を読んだ。同年8月12日、ベテランズ・フォー・ピースより、ハワード・ジン功労賞を授与される。
琉球大学教授時代はメディア社会学を専攻し、新聞研究・報道研究等に従事。また、沖縄戦の歴史的研究にも取り組み、『総史沖縄戦』（1982年、岩波書店）をはじめとする著作を刊行した。この研究の過程で、アメリカで発見・収集した写真の一つが「白旗の少女」である。
母校の小学校の用務員などを経て、東京の工学院へ特待生で進学する予定であったが、親戚の伝手で沖縄師範学校に進学、在学中の1945年3月に鉄血勤皇隊に動員され、情報宣伝隊の「千早隊」に配属された。沖縄戦の中、九死に一生を得るが多くの学友を失う（同期125人中生存は大田を含めて37人）。敗残兵から「スパイ」として射殺されかかる体験もしている。また、6月19日に摩文仁の司令部壕に伝令として赴いた際、参謀たちが民間人に扮する場面に遭遇したという。敗戦後、米軍捕虜となり、軍施設で働きながら、日本とアメリカの留学試験に合格し、早稲田大学教育学部へ進学。在学中に英語部（WESA）を創立する。在学中に渡米し、シラキュース大学に留学、帰国後、琉球大学学長秘書となり、琉大タイムスを発刊する。
1987年（昭和62年）4月1日の国鉄分割民営化に伴い、上越新幹線の鉄道施設は新幹線鉄道保有機構に移管された。東日本旅客鉄道（JR東日本）は新幹線鉄道保有機構にリース料を支払い、鉄道施設を借り受けて運営していた。1988年（昭和63年）3月13日のダイヤ改正（通称：一本列島）より上越新幹線「あさひ」が最高速度240km/h運行を開始した。これにより上野 - 新潟間の所要時間が最短1時間39分に短縮された‎。これにあわせて北陸方面への速達列車として在来線特急「かがやき」が運行を開始し、長岡駅乗り継ぎによる上野 - 富山・金沢間の所要時間は大幅に短縮されたことで、このルートが東京から北陸方面への主要なルートになった。1990年（平成2年）3月10日より、さらなる所要時間の短縮を目指して、山間部のトンネル区間を中心に、上毛高原 - 浦佐間の下り線（大宮起点 139km - 176km）で改造を施した200系F90番台編成による最高速度275km/hの営業運転を開始した。 ATCの車内信号現示が「あさひ」（200系F90番台編成）の場合は275km/h、1992年（平成4年）に営業を開始した東海道新幹線「のぞみ」（300系）の場合は270km/hであることから、日本一速い新幹線と言われていた。実際には、ATCの頭打ち速度は「のぞみ」も275km/hだったため、ATCの抑止速度で考えた場合の最高速は同速ということになるが、営業速度で考えた場合はこの「あさひ」が最速であった。200系F90番台編成による275km/h運転は1999年（平成11年）12月4日まで続けられた。1991年（平成3年）6月20日に東北新幹線 東京駅 - 上野駅間が開業し、上越新幹線も東京駅の乗り入れを開始した。東京駅へ向かう場合の在来線乗り換えが不要となったことにより、所要時間は東京駅 - 新潟駅間で2時間6分から20分短縮されて1時間40分、東京駅 - 酒田駅間（あさひ・いなほ）では4時間20分から34分短縮されて3時間46分、東京駅 - 金沢駅間（あさひ・かがやき）では4時間20分から22分短縮されて3時間58分となった。同年10月に新幹線鉄道保有機構は解散し、上越新幹線の鉄道施設はJR東日本に有償で譲渡された。