在5月4日反击失败后，第32军牛岛满司令委任八原作战参谋收拾残局。美海军陆战队在装甲兵配合下，利用日军败退的态势，从安谢河迂回，一举击溃日军左翼。美军的计划是充分利用其兵力及火力的绝对优势，以步兵和装甲部队主力向那霸突击，直取日军防线后方，用另一支部队向左运动，包抄日军位于首里的阵地。5月9日，美军向安谢河的第28步兵大队发起猛攻，将该部队彻底击垮，由于左翼被美军打穿，整条首里防线面临崩溃危险。这时八原制订了一个稳住防线的计划：
1.从军直属预备队中调出损失相对轻微第15独立混成联队，赶往安谢河一带，不惜一切代价阻击美军推进，为构建新阵地争取时间。
2.利用第15独立混成联队争取出来的时间，加强第52高地的防御工事，该防御阵地有如下特点：
a.在坡顶部署老练的侦查兵潜伏，对敌军调动予以观察。
b.在坡后反斜面地带大量构筑防御阵地与坑道，由主力部队潜伏待机，在美军的炮击下充分保存实力，组成第一道防线。
c.在第52高地后方有一块马掌形状的山地(被美军称为马掌山)，在该山地的三个突出部构筑机枪阵地，形成交叉火力，互相支援，此为第二道防线。
d.火炮由军参谋部统一指挥，根据坡顶侦察兵的报告，灵活机动的打击美军攻势。
3.在美军猛攻第52阵地之际，再用军直属预备队，海军陆战队的8000人（3000正规军、5000民兵）从首里方向，对美军左翼实施大规模渗透攻击，扰乱美军后方补给线，以支援第52高地在正面防御战。
从5月9日至5月22日，八原用临时拼凑起来的部队硬是稳住了阵线，尤其是第52高地充分发挥了作用。虽然未能阻止美军进入那霸，但是严重迟缓了美军对首里的迂回包抄，使5月4日几乎处于被包围状态的第62师团主力得以成功撤离，使第32军能够继续下一步行动。负责进攻第52高地的美国海军陆战队第6师在10天内伤亡2662人。整场战役第6师伤亡8300人，美军伤亡6万人以上。不过即便如此，日军依旧败局已定，在5月底已经准备放弃首里阵地，向南方撤退做最后一搏。
在首里山激战时，第32军致大本营电报：“我军正与敌军3个师激战，处于崩离状态；敌军另外3个师也遭到我军猛攻。我们损失无数精兵，但依旧坚信皇国永存。我们被四面包围，但战意仍然高昂。恳请进行航空作战，以支援陆上战事。“
5月24日，大本营下令开展“义”号作战。由奥山大尉指挥的120名突击队员乘坐九七重爆向冲绳出发，实施有去无还的自杀式空降作战。他们携带百式冲锋枪、手榴弹等近距离突击火器。由于引擎故障及美军的攻击，120人几乎全灭，只有10人成功降落。这10名幸存者按原计划开始袭击美军后方，烧毁7万加仑的航空汽油，摧毁及破坏38架飞机，让嘉手纳机场化为一片火海。美军的守备兵力随后将他们包围歼灭，10人中有9人战死，剩下1人得以突围，在6月12日与第32军残部汇合。
但这只是最后的疯狂，5月底，第32军陆续撤出首里，冲绳最后一道有组织的防线也已失守。尽管第32军退往南方后仍然各自为战，又多抵抗了近1个月时间，但是已经无法改变大局，首里山战斗决定了冲绳的命运。
> 我来回应