在圍攻大和號戰列艦時，SB2C俯衝轟炸機和TBF魚雷轟炸機還是攻擊主力，而F4U和F6F戰鬥機，則全部掛載炸彈或者火箭彈，在俯衝轟炸機與魚雷轟炸機攻擊大和號戰列艦上時，這兩款戰鬥機負責對大和號上的防空武器進行攻擊，削弱大和號的防空火力，掩護其他轟炸機進行攻擊。

當時在發現大和號戰列艦與其他幾艘護航艦隻後，負責進攻沖繩的美國海軍第五艦隊司令斯普魯恩斯原意是進行戰艦決戰，但由於日本艦隊其後行蹤不明，最終決定由米切爾中將的第58機動部隊實行空中攻擊。

4月7日10時前後，在沖繩以東海域的美海軍8艘航空母艦出動數波共約400架飛機組成的攻擊隊。攻擊隊由F6F戰鬥機、F4U戰鬥機、SB2C爆擊機、TBF攻擊機組成。其他支援艦艇則準備於空中攻擊失敗的時候阻止日本艦隊前進。

第1波攻擊隊於12時30分開始攻擊。日本艦隊開始以速度25節作迴避行動與對空戰鬥。大和約有150座對空火器。美軍各型戰機集中向大和號的左舷發起攻擊。由於美軍的戰鬥機、俯衝轟炸機及魚雷轟炸機是同時間發起攻擊，大和號不僅要想方設法規避魚雷夾擊，還要面對戰鬥機及俯衝轟炸機，因此大和號要完全規避所有的攻擊非常困難。

13時20分至14時15分間，第二波與第三波攻擊來襲。攻擊集中大和號左舷。炸彈和火箭彈等武器造成的損害導致對空射擊能力下降，魚雷集中命中左舷。13時33分向右舷的輪機室與鍋爐室注水維持平衡，很多船員不知情而被水浸死。右舷輪機喪失與大量浸水使速度降至10節，低速前進的大和號成為魚雷轟炸機的極好目標，攻擊集中於舵與船尾。

14時2分，伊藤中將下令棄船。14時5分，大和開始傾覆。伊藤中將與艦長有賀幸作大佐拒絕離艦。14時20分，大和開始沉沒。14時23分，大和彈藥庫爆炸。爆炸產生的蘑菇雲於200公里外的鹿兒島也可以看到。

主要的損害情況如下：

12時45分，左舷前部被1枚魚雷命中。航速降至22節。

13時37分，左舷中央部被3枚魚雷命中，使左舷傾斜7-8度。幾乎與此同時，由於一枚450公斤重的航空炸彈炸燬了排水閥門，使該艦無法進行排水作業，艦長下令向右舷艙室對稱注水以恢復艦體平衡，航速降至18節。

13時44分，左舷中部被2枚魚雷命中，使左舷傾斜增加到15-16度，這使該艦的大口徑高炮無法使用。

14時00分，艦中央部被3發中型炸彈命中。

14時07分，右舷中央部被1枚魚雷命中。

14時12分，左舷中部、後部各命中1枚魚雷。機械右舷機只能提供12節的速度。這時左舷傾斜6度。

14時17分，左舷中部被1枚魚雷命中，傾斜増加16-18度。由於右舷注排水區已經注滿水，只能繼續往機械室、休息室和鍋爐艙裡注水。

14時20分，左舷傾斜已增至20度，航速漸漸減至7節。全員上甲板（全員離艦）命令發出。