坊ノ岬沖海戦 経過
海軍から第二艦隊の出撃を知らされた陸軍航空隊第6航空軍司令官菅原道大中将は、「（大和特攻の際に）南九州の第100飛行団が四式戦闘機疾風48機を投入して、奄美大島付近の制空権を一時的に掌握、協力する」と海軍側に約束している。約束通り、第100飛行団を主力とする陸軍航空隊の戦闘機41機が出撃、12：00から14：00にかけて制空戦闘をおこない10機が未帰還となった。
一方、アメリカ軍の偵察機は日本艦隊を追跡した。8時15分、3機のF6Fヘルキャット索敵隊（ウィリアム・エスツス中尉）が大和を発見した。8時23分、空母エセックスのジャック・ライオンズ少尉隊も第二艦隊に接触し、大和は沖縄へ向かっていると報告した。ミッチャーは付近のヘルキャット16機に接触を続けるよう命じる。ミッチャーは攻撃隊が飛行する距離が長いことを考慮し、不時着回収機として「空飛ぶ象」と呼ばれたマーチン飛行艇を配置することにした。その他の支援艦艇も、航空攻撃が失敗に終わった場合に備えて日本艦隊阻止のため集結した。8時40分、日本艦隊もヘルキャット隊を発見する。10時、日本艦隊は西に向きを変え撤退するように見せかけたが、11時30分に沖縄本島へ向けて進路を変えた。
アメリカ軍はさらにマーチン・マリナー飛行艇2機（VPB-21哨戒飛行隊）を投入した。ディック・シムズ大尉は小型船3隻の船団と、大和を中心とした第二艦隊を発見。シムズは大和から射撃され、レーダー妨害用の錫箔（すずはく）をまいて雲に入った。11時14分（アメリカ軍の記録11時37分）にもヘルキャット6機に射撃した。
大和の出撃を察知し、沖縄諸島攻略の任に当たっていたアメリカ第5艦隊司令長官であるレイモンド・スプルーアンス大将は迎撃を命令、沖縄本島周辺に艦砲射撃任務を遂行中だった司令官のモートン・デヨ少将率いる第3戦艦隊の3隻（アイダホ、ニューメキシコ、テネシー）と第4戦艦隊の3隻（ウェストバージニア、メリーランド、コロラド）、巡洋艦7隻（バーミングハム、モービル、ビロクシー、サンフランシスコ、ミネアポリス、タスカルーザ、ポートランド）、駆逐艦21隻を任務から外して迎撃準備を行わせた。艦隊の進路が不明なため、最終的にミッチャー中将の第58機動部隊による航空攻撃を許可した。実際には、ミッチャーはスプルーアンス大将の命令を受ける前に攻撃隊を発進させている。
10時ごろ、奄美群島近海に位置していた空母サン・ジャシント、ベニントン、ホーネット (CV-12)、ベローウッド、エセックス、バターン、バンカーヒル、キャボット、ハンコックからのF6Fヘルキャット戦闘機とF4Uコルセア戦闘機132、SB2Cヘルダイバー爆撃機50、TBF/TBMアベンジャー雷撃機98が発進した。戦闘機はロケット弾を装備するか、250kg爆弾2発を搭載して出撃した。280機はすぐ第二艦隊に向かったが、ハンコックから発進した53機は道に迷った。10時45分、イントレピッド、ラングレー、ヨークタウン（CV-10）から106機が発進した。少なくとも3機が事故で墜落するか、故障で引き返した。この時点で、はじめてミッチャーはスプルーアンスに対し第二艦隊を攻撃することを通知し、「貴官がやられますか？それともこちらでやりますか？」と報告した。そのスプルーアンスは、アメリカ海軍史上最も短い作戦命令「貴官が奴らをやれ」（You Take Them）を伝えた。
日本艦隊には第五航空艦隊所属の予備機の零戦20機が直掩として付随したが、九州近海で陸上基地に帰還した。天候は雨雲が1,000メートル程度、風速10メートル、視界は8キロ以下であった。大和の主砲を除いて光学照準式の高射指揮装置と時限信管式の対空砲しかない日本艦隊の防空砲火側には極めて不利であり、「攻撃隊にはもってこいの天候」とする意見がある。大和の艦橋にいた第二艦隊参謀長の森下も悪天候により対空砲火の効果と威力が低下したと回想している。反面、大和が煙幕を展開すれば簡易型のレーダーを装備（雷撃機と攻撃機の電信席に装備）していても空中衝突の危険が大きく攻撃不能の可能性があったとするアメリカ軍パイロットや、大和主砲方位盤射手村田大尉の意見など評価が分かれる。2時間かけて到着したアメリカ軍の攻撃隊は雲の上で日本艦隊の対空攻撃の射撃を受けずに、攻撃を行うために日本艦隊を取り囲むことができた反面、目標の進路や速度を目視において確認するためには一旦雲の下に下りなければならなかった。
第1波の攻撃隊は12時32分に攻撃を開始した。日本艦隊は速度を24ノット、続いて最大戦速として回避行動を開始し、対空戦闘を始める。この時の駆逐艦配置については、著作によって差異がある。しかし回避行動によって輪形陣はすぐに崩れてしまった。たとえば雷撃機を回避しようと大和が右に転舵したため、輪形陣先頭にいた矢矧は大和の左舷4000 - 5000mに引き離されている。
大和は近距離の敵機に対して24門の高角砲や約150門の機銃などの対空火器を装備していたが、日本軍生還者が「凄まじい」と表現するアメリカ軍機の雷撃・爆撃・銃撃の同時攻撃を阻止するには至らなかった。大和はこの海戦で主砲を1発も撃つことはなかったという回想もある。
まず、ベニントンの第82爆撃中隊11機が大和に攻撃を開始した。雷撃機は転覆を狙うため大和の左舷に攻撃を集中したとされるが、特に拘っておらず、機会があり次第、左右同時雷撃を行っている。12時45分、駆逐艦浜風が被弾して航行不能となった。12時46分、矢矧の右舷機関部にベニントン隊の放った魚雷が命中した。これにより機関部員は全滅し、矢矧は航行不能となった。第1波の攻撃で大和には爆弾2発と魚雷推定1本（森下2 - 3本、アメリカ軍主張8本）が命中した。左舷への傾斜は右舷への注水で回復したが、爆弾の命中により後部艦橋と後部副砲が破壊され、火災が発生した。また、この攻撃で12時48分に浜風が爆沈した。13時8分には涼月が前部に爆弾の直撃を受け大破、落伍した。さらに、機関の故障で艦隊から落伍していた朝霜も大和以下に対する空襲の開始直前にサンジャシントの飛行隊14機、もしくはバンカーヒルの飛行隊10機に攻撃された。魚雷2本が艦橋右舷下と機械室に命中、大爆発を起こして朝霜は沈没した。最後の電信は12時21分であった。アメリカ軍の攻撃隊は、朝霜をピケット艦と判断している。
13時20分から14時15分の間に第2波と第3波の攻撃隊が来襲した。攻撃隊はエセックスのハーモン・アター中佐が指揮している。攻撃は大和に集中した。爆弾は艦上構造物に損害を与え、対空射撃能力が低下した。魚雷はほとんどが左舷に命中していたが、特に意図はなく、大和が左旋回を繰り返していたため左舷を狙いやすかったからだった。アメリカ軍は第2波、第3波攻撃で魚雷命中29本を主張。艦は傾き転覆の危機が迫った。13時25分、通信施設を破壊された大和は、随伴する初霜に通信代行を依頼する。13時33分、右舷の機関室とボイラー室に注水がおこなわれた。この際、機関科兵員に命令が伝わらず水にのまれたと一部の書物には記載されているが、注水作業を瞬時に行うことは不可能であり、退避する時間は十分にあったと能村副長は証言している。右舷の機関の喪失と多量の浸水のため、大和の速度は10ノットに低下した。低速で進む大和は雷撃機の格好の目標となり、航行能力を削ぐために舵や船尾に攻撃は集中した。この間、13時25分には霞が直撃弾2発、至近弾1発を受けて缶室に浸水、航行不能となり落伍。第一波攻撃で航行不能となっていた矢矧にはさらに複数の魚雷と爆弾が命中し、14時5分に沈没した。古村および第二水雷戦隊司令部移乗のため矢矧に接舷を試みていた磯風も攻撃を受けて機械室に浸水、やがて航行不能となった。
14時10-17分、ヨークタウン（CV-10）の雷撃隊による右舷への複数魚雷命中が致命打となり、大和の傾斜は急速に大きくなった。このように14時17分まで、大和はアメリカ軍の航空隊386機（戦闘機180機・爆撃機75機・雷撃機131機）もしくは367機による波状攻撃を受けた。戦闘機も全機爆弾とロケット弾を装備し、機銃掃射も加わって、大和の対空火力を破壊した。ただし艦隊の上空に到達して攻撃に参加したのは309機。その中から大和を直接攻撃したのは117機（急降下爆撃機37、戦闘機15機、戦闘爆撃機5機、雷撃機60機）である。戦闘詳報では魚雷10本・爆弾5発、森下は魚雷命中15本・爆弾命中数十発、アメリカ軍第58任務部隊は魚雷13-14本・爆弾5発以上、アメリカ軍攻撃隊は合計魚雷30-35本・爆弾38発が命中したと記録している。大和の沈没が避けられないことを知らされ、伊藤は作戦の中止を命じた。その一方で森下によれば、伊藤は「駆逐艦冬月は大和に横付けせよ」「大和は沖縄まで到達不能。幕僚は駆逐艦に移乗して沖縄へ先行せよ」と命じ、自分は大和と運命を共にすべく艦橋下の長官控室に降りていったという。艦長の有賀は退艦を拒否して艦に残った。総員退去命令が出て間もない14時20分、大和は転覆を開始、14時23分、完全に転覆すると大爆発を起こした。この爆発は弾薬庫の誘爆または、機関室の水蒸気爆発によるものと考えられている。大和の沈没地点は北緯30度43分 東経128度04分﻿ / ﻿北緯30.717度 東経128.067度﻿ / 30.717; 128.067であった。
アメリカ軍機の撤退と同時に、各艦は脱出者の救助を開始した。
駆逐艦冬月の吉田正義第四十一駆逐隊司令は先任指揮官が自分であると判断すると、15時52分に連合艦隊司令長官・軍令部総長・海軍大臣にあて「1141ヨリ数次ニ亙ル敵艦上機大編隊ノ攻撃ヲ受ケ　大和、矢矧、磯風沈没　浜風、涼月、霞航行不能　其ノ他ノ各艦多少ノ損害アリ　冬月、初霜、雪風救助ノ後再起ヲ計ラントス（1445）」と発信した。
冬月は艦橋から望遠鏡で海上を探索し2隻の内火艇に指示して救助を進めた。第二艦隊参謀長の森下は同副官の石田少佐らと共に冬月の内火艇で救助された。
雪風からも負傷者の救助のため2隻の内火艇が降ろされ、救助切り上げの直前まで重傷者や体力が尽きて動けない兵を拾い上げた。頭部を負傷し漂流中意識を失った大和副長の能村も副長補佐らに支えられて雪風に救助されている。能村は襟章が判別できない程重油で汚れ、救助後に雪風の兵が懸命に張り手を加えても意識が回復しなかったが、そのまま縫合手術を受けて生還した。
16時39分、第一遊撃部隊指揮官に対し連合艦隊は作戦の中止と乗員救助の上で佐世保への帰投を命じた（GF電令作第616号、二水戦の受信は17時50分）。
第二水雷戦隊司令官の古村は17時20分、初霜に救助され、二水戦司令部を初霜に移乗すると共に第一遊撃部隊の指揮権を継承。作戦継続の電報を起案していたが、暗号翻訳中に作戦中止命令を受信、特攻作戦の中止に至った。
この海戦で日本側は、大和、矢矧、浜風が撃沈され、霞は航行不能となり冬月に処分された。磯風は自力で北方に向かったが航行不能となり、雪風による曳航を試みる。だが初霜（二水戦司令部）からの下令で放棄が決まり、午後10時40分雪風に処分された。また機関故障により単独行動中の朝霜も撃沈され、駆逐隊司令部を含め全員が戦死した。
涼月は艦首を失ったが後進で佐世保に帰還したものの、ドック内部で擱座した。
被害の少なかった冬月、雪風、初霜の3隻の駆逐艦は大和の生存者280名、矢矧の生存者555名と磯風、浜風、霞の生存者800名以上、1706名（戦闘詳報）を救助したが、第二艦隊司令長官の伊藤（戦死後大将）、大和艦長の有賀（同中将）を始め、推定3,721名がこの戦いで戦死した。1945年（昭和20年）7月に連合艦隊司令長官が布告した戦死者総数は4,044名。
アメリカ軍機の多くは日本側からの対空砲火を受け損傷を負い、5機が撃墜され、52機が被弾損傷で、内5機が経済的修理不能として海上投棄され、2機が不時着水した。1機が往路で原因不明の墜落で、実質的損失は13機であった。乗員のうち何人かは水上機や潜水艦に救助された。アメリカ軍の戦死・行方不明は合計13名であった。また大和沈没後に五航艦の戦闘三〇三飛行隊が坊ノ岬260度100キロ付近の海面でF4Uコルセア戦闘機3機を撃墜したと報告している。
14時43分、最後のアメリカ機の編隊が大和の生存者に機銃掃射を浴びせるために出撃した。大戦を通じてアメリカ軍などの連合軍が行ってきた沈没船生存者への機銃掃射はこのときも現出し、古村司令官・能村副長・吉田満少尉をはじめ多くの第二艦隊生存者が、このときアメリカ軍機の機銃掃射を受けたと証言している。航行不能となった磯風の周囲を漂う日本兵（沈没した矢矧の生存者）に対しても、撃墜された味方の敵討ちとしてアメリカ軍爆撃隊が機銃掃射を浴びせた。星亮一はこれらの機銃掃射は計画的な人間狩りであったと批判している。英国人ジャーナリストのラッセル・スパーは坊ノ岬沖海戦について記した著書において、第二次大戦当時のアメリカ人は絶望的な状況の敵国人を殺戮することに気がとがめることがなく、日本人に対しては、捕虜への虐殺行為や神風特攻の異常な狂信主義の報告があったため、「（当時のアメリカ人は）日本人は人間の出来損ないであり慈悲をかけるのに殆ど値しないと信ずるようになっていた」と指摘している（スパーは「彼ら（日本の特攻兵）はアメリカ人が想像した様な狂信者ではなく、彼らの殆どが充分に考えた上で恐るべき決意に到達した献身的な息子たちだった」と伝えている）。
一方で、日本軍艦艇も救助作業中の無抵抗な敵兵に発砲したとする証言が日米両軍に残されている。アメリカ海軍第三十雷撃中隊第二分隊副隊長であるディラニーは大和の高角砲に撃墜され、部下2名と共にパラシュートで機から脱出。海面への着水に成功した。ディラニーは救命筏（アメリカ軍パイロットの救命チョッキは空気により膨らみ筏となる構造だった）にしがみ付き約二時間漂流した後、味方のPBM（マーチン飛行艇）2機に発見されたが、この時近くの海上に冬月と初霜がいた。2機の内、スイムス大尉が機長を務めるPBMが対空砲火からディラニーを逸らすため危険を犯し日本艦隊の方向に飛んで行き、もう1機のヤング大尉機は水上滑走しながら着水してディラニーの救助に当たった所、これを見た日本の駆逐艦が砲撃を加えた。第二水雷戦隊戦闘詳報によれば冬月がPBMに向けて発砲したとある。この後、冬月に救助される吉田満も、冬月が飛行艇に発砲する光景を目撃しているが、彼はまだ航空攻撃に反撃しているものと思っていた。初霜では艦長である酒匂の命令を受けた砲術長が12.7センチ主砲でPBMを数発撃った。この発砲について、酒匂は「飛行艇を追っ払えと命じ、落とせとは一切言わなかった」と述べ、命令を受け発砲した砲術長の藤井は、無抵抗な日本兵の生存者には機銃掃射を浴びせる反面、自国のパイロットを救助するアメリカ軍の行動に腹を立てていたと述べている。同じく初霜の松井中尉も「射程外であった事はわかっていたが威嚇のため2、3発撃った」と証言している。一方のディラニーの証言には「（駆逐艦は）射撃しながら接近してきた」とあり、ヤング大尉機の搭乗員は、日本の駆逐艦の主砲弾は飛行艇に向かって泳ぐディラニーの200ヤード以内に落ちていたと証言している。ヤング大尉機はディラニー中尉を収容して飛び立ったが、ディラニーの部下2名は発見できなかった。2機のマーチン飛行艇は救助活動を終えると、帰り際、大破炎上して航行不能状態だった涼月に対して機銃掃射を浴びせている。
抵抗力を失った敵兵に対する発砲や報復を動機とした攻撃に同調しなかった将兵らの記録も残されている。アメリカ軍機動部隊第9攻撃隊のビル・バワーズ少尉は、同僚のパイロットたちが漂流中の日本兵に機銃掃射を浴びせる行為を野蛮と感じ、「俺はこの攻撃パターンに入らない」と空撃ちした。大和の主砲指揮所で弾着修正手を務めた小林健水兵長も、彼を救助した駆逐艦がアメリカ軍攻撃機の機銃掃射を受けたが、編隊のような纏まった形ではなく、1、2機による散発的なものだったと証言している。小林水兵長の証言の中で機銃掃射を受けたとされる駆逐艦は雪風で（小林水兵長の「大和生存者を救助した」、「19時30分以降も長時間戦闘海域で救助活動を続けた」の証言と雪風の行動記録が合致する）、他の大和元乗員も雪風は敵機の攻撃があったため艦を低速で動かしたまま味方の救助を行ったと回想しているが、その雪風はアメリカ軍飛行艇が近くに着水してアメリカ軍パイロットを救助する姿を発見しても、艦長や士官の指揮下、彼らに攻撃を加えることをせず、味方の日本兵の救助のみ行いその場を去った。雪風艦上では上述のマーチン飛行艇による涼月への機銃掃射が目撃され、将兵らを激怒させたが、雪風は報復行為を行っていない。
4月8日午後5時、日本軍は「我が特別攻撃隊航空部隊並に水上部隊が四月五日夜来、沖縄本島周辺の敵艦船並びに機動部隊を反復攻撃し、特設航空母艦二隻ほかを撃沈又は撃破したが、我が参加部隊のうち戦艦一隻、巡洋艦一隻、駆逐艦三隻が沈没した」旨の大本営発表をおこなった。
4月13日、第二艦隊参謀長である森下が軍令部で作戦経過を報告した折、連合艦隊参謀長の草鹿は海上特攻隊員の人事処理について、航空特攻と同様に取り扱うことを要望した。
4月20日、第二艦隊と第二水雷戦隊は解隊された。二水戦残存部隊は第三十一戦隊に編入され、三十一戦隊と第十一水雷戦隊は連合艦隊附属となる。第一航空戦隊も解隊され、葛城は連合艦隊附属に、天城と龍鳳は呉鎮守府部隊に編入、隼鷹は佐世保鎮守府部隊に編入された。
なお、アメリカ海軍は沖縄での特攻機による艦艇の被害は一切報道せず、大和とその他の艦の撃沈についてのみアメリカ陸軍記念日の司令長官ニミッツ提督の演説として、太平洋の全部隊にむけ放送した。日本軍に対しては、大和撃沈の宣伝ビラをまいている。その後、日本占領後の1945年（昭和20年）12月9日より開始されたラジオ番組『眞相はかうだ』において、GHQは坊ノ岬沖海戦および大和の沈没を『世界最大のわが戦艦大和と武蔵の最後についてお知らせ下さい』という題で放送した。アメリカ軍の認識であるため、大和の排水量や被害艦艇などを誤認している。