11月10日，美军经过一天一夜的努力，又把两个陆战师和一个坦克师运送到岛上，将最先投入战斗的两个师替换下来，然后在海空火力的支援下，猛攻向读谷机场，同时，大量的工兵和重型机械被紧急投放到嘉手纳机场，全力以赴抢修在战斗中严重损毁的跑道。
此时，遭到重创的第九师团和独立步兵第44旅团两支部队的兵力全部加起来还没有美军的一半，火力强度更是无法相提并论，再加上没有海空火力支援，已经失去了和美军正面交锋的能力，同时，冲绳岛中部地区的地形较为平坦，对美军坦克师的机动非常有利。为了避免被对方迂回穿插、分割包围，牛岛中将断然命令放弃读谷机场，然后率军向北部山区撤退，进行殊死抵抗。冲绳岛的北部地区到处是悬崖峭壁、深沟高谷等险峻地形，日军早已构筑起的坚固隐蔽防御工事，并储存了大量的补给品，具有了持久作战的全部要素。
11月11日，美军两个陆战师横跨整个岛屿到达东海岸的中城湾，占领岛中部地区，将日军防线一分为二，顺利占领中部地区，将日军分割为南北两部分后。随后，美军兵分两路，海军陆战队第一师南，其余部队向北，逐步推进。由于日军在岛屿南面只有少量守备部队和民兵，美军进展顺利，经过两天的战斗之后，抵达岛屿的最南端，然后开始肃清溃散的小股日军。
然而，美军对北部地区的进攻却非常艰难，因为日军的主力部队在牛岛中将的下，将全部兵力隐蔽在坚固的防御工事里进行战斗。
11月13日，美军以坦克师为先导，以两个陆战师配合，向日军防线发起全面进攻。
早上5点半钟，海军火力支援编队的八艘战列舰、六艘巡洋舰和十二艘驱逐舰首先对日军阵地进行了长达半个小时的猛烈炮击。6点整，地面部队集中了三十个炮兵营对日军阵地进行了长达四十分钟的炮击，共发射了两万三千余发炮弹；7时许，七百余架舰载战斗轰炸机分批次对日军阵地实施了航空火力准备，投下大量的炸弹和凝固汽油弹。
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