琉球海戰以中國全勝而結束，這場海戰的結果也隨之震驚了整個世界，中國方面僅僅以一艘護衛艦受損、五架飛機受傷為代價全殲了日本聯合艦隊的主力和航空兵主力。海戰之后日本幾乎失去了戰略進攻的能力，中國則完全掌握了這場戰爭的主動權。
日本大本營已經失去了奪取琉球的信心，現在他們考慮的是要做好本土防御，在失去了海軍主力后僅靠剩下的兩支護衛艦隊能否保證本土的安全還是個未知數。
中國航母編隊經過琉球海戰之后自信心暴漲，伍世文命令艦隊稍作修整進行一些后勤補充和彈藥更換，然后和進行登陸作戰的艦隊匯合。此次執行登陸作戰的部隊是臺灣陸戰旅、陸軍第二集團軍和大陸陸軍第一軍、南海艦隊陸戰一旅，總兵力達到十萬人。
臺灣陸戰旅和南海艦隊陸戰一旅共一萬人充當登陸琉球的第一波攻擊部隊，為后續部隊掃清前進的障礙，在陸戰旅奪取灘頭陣地后，陸軍第一軍和第二集團軍隨后跟進全力占領琉球群島。
林峰將臺灣僅有的五艘登陸艦和十艘五萬噸級運輸船在搭配上大陸一些小規模的運輸部隊組成登陸部隊的運輸船隊，五艘兩棲登陸艦充當先頭部隊的登陸船只和火力支援艦。
10月3日11時12分，持續了半個小時的空襲活動終于告一段落，琉球上的日軍也開始了短暫的修整，他們很清楚接下來將面臨中國更加猛烈地登陸作戰。由于中國已經全面控制了琉球附近海域的制空權和制海權，琉球島上的日軍已經成了甕中之鱉，日本國內的任何補給都不可能穿越中國的封鎖線抵達琉球。
日本曾經試圖組織一些敢死隊想要突破海上和空中封鎖線，結果遭到中國毀滅性打擊，試了幾次之后，日方徹底放棄了增援琉球島的企圖，他們只能祈求琉球本島防御部隊能夠抵擋住中國人的進攻。
11時20分琉球登陸戰正式打響，一艘導彈巡洋艦、一艘驅逐艦和30架飛機為登陸部隊提供遠程火力支援，五艘“靈蛇”型兩棲登陸艦裝載著兩個陸戰旅和武器裝備同時在五架武裝直升機掩護下開始向敵灘頭陣地沖去。一時間整個海面炮火連天，日軍陣地頓時被濃煙籠罩，從艦載機發射的空地導彈和精確制導炸彈，準確降落在日軍的頭上。
“岳飛”號導彈巡洋艦發射的“閻王”式巡航導彈在衛星制導下準確命中日軍的導彈和重炮陣地，使得這些戰前被日軍即以厚望的部隊還沒來得及上場表演就喪身火海。唯一給登陸部隊制造了一些麻煩的就是那些裝備了單兵肩射防空導彈的火箭兵，只不過由于日軍只有60套單兵防空設備，在中國強大的火力支援下很快就消耗殆盡，最終在付出兩千人的損失下中國部隊終于占領了琉球的灘頭陣地。
此后，日軍開始龜縮在島內環形防御陣地內，日軍一共布置了3道環形防御線，將所剩的4萬兵力全部集中起來進行嚴防死守，打算利用有利陣地消耗中國的有生力量。陸軍第一軍和第二集團軍很快就接替了陸戰旅承擔接下來的攻擊任務，第二集團軍的裝甲部隊和機械化步兵以及第一軍裝甲集團首先向著日軍陣地發起攻擊，日軍同樣也發起了決死沖鋒。
兩支不同的部隊為了同一個目的展開殊死搏斗，中國軍隊雖然占據了裝備上的優勢，但是由于長時間沒有經歷戰爭，同時經歷過朝鮮戰爭的老兵基本上已經退役，這些新兵都是第一次經歷戰爭，因此戰場上中國并沒有占據明顯的優勢。
但是中國占據著兵力上的優勢隨著時間轉移，日軍的兵力越來越少，防線只剩下那霸市中心，這股日軍已經做好為天皇盡忠的準備。面對已經著瘋狂的日軍，中國總指揮部下令暫時停止攻擊那霸市，只是全力掃蕩琉球其他地區。
現在的那霸市中心龜縮著一萬殘存日軍，整個市中心都是鋼筋混凝土結構，日軍已經在此建立完善的防御設施，各種掩體、碉堡、地下設施遍布市中心。為了摧毀這些大量的堅固堡壘，中國遠征軍前線指揮部命令將所有前線飛機的彈藥換成特種炸彈，包括精確制導鉆地炸彈、集束炸彈、燃燒彈等，結果幾輪空襲下來日軍引以為傲的地下掩體全部被破壞掉。
破壞掉日軍的防御工事后，第一軍和第二集團軍展開攻擊，兩個小時之后中國軍方對外宣布截止到1976年10月3日16時，中國軍隊已經將入侵的日軍全部消滅，中國正式收復琉球群島，即日起將設立琉球特別行政區。
就在中國宣布收復琉球之后，日本政府在東京則表示不會接受中國占領琉球的事實。林峰在聽到日本人的反應之后，冷笑一聲說：“不見棺材不掉淚，況且我也沒打算放過你們”。林峰在這場戰爭之前就已經計劃好了對日打擊計劃，為了徹底的削弱日本的實力，參謀部早就策劃好轟炸日本的計劃。
10月8日天剛破曉，東京上空突然響起了刺耳的防空警報，中國空軍開始對日首輪空中打擊，20架戰術轟炸機在80架戰斗機的護航下開始對日本大中城市進行轟炸。日軍防空部隊還有僅剩的空軍部隊展開激烈的還擊，在中日戰爭中，中國軍隊特別注重了對打擊目標的偵察監視和遴選劃定。空襲前，遠征軍通過偵察監視衛星、無線電技偵、間諜等多種手段，最大限度地獲取了日本的大量戰略、戰役、戰術目標情報，精心制定了四個階段實施空中打擊的作戰計劃：空襲第一階段“斬首行動”，主要使用大量巨型炸彈和各類精確制導武器，直接把攻擊的矛頭指向日軍的領導層，即日本首相及其領導核心。雖然10月8日和10月10日兩次“斬首”行動可能都沒有達到預期效果，但其對日軍領導層和作戰部隊的影響和“震懾”是明顯的，其直接效果是迫使日軍最高指揮層減少地面指揮活動，降低其對作戰部隊的控制。
第二階段“震撼行動”，主要使用巡航導彈和遠程空對地導彈，根據需要選擇打擊日本指揮通信系統的時機。在這次戰爭的第一階段，中國軍隊為了從日軍通信聯絡中獲取情報，一改以往戰爭首先攻擊敵方指揮通信系統的作法，故意未對其指揮通信系統作徹底摧毀。但從戰爭第二階段開始，中國遠征軍明顯加強了對日軍指揮通信系統打擊的力度，特別是對日本政府機構、通信和廣播電視設備、供水電系統，甚至包括懷疑日本武裝力量集結、活動的商場、醫院等民用設施也無一漏網，最大限度地破壞日本的戰爭潛力，很快使日軍指揮陷入癱瘓，各防御部隊的抵抗失去統一指揮，上下之間、友鄰部隊之間不能及時溝通信息，形成各自為戰。迫使伊軍作戰體系癱瘓，最終達成中國軍隊的戰略目的。
第三階段“點穴行動”，中國軍隊把日軍作戰部隊作為打擊重心。這次戰爭中國遠征軍從一開始就把日軍的防御部隊作為空襲的重點目標。
第四階段“癱瘓行動”，中國空軍開始對日本的重要系統和基礎設施展開轟炸行動。中國方面希望通過打擊日方的重要系統和基礎設施使對手喪失抵抗能力和意志。
為了打贏二十一世紀戰爭，林峰制定了“星球大戰”戰略。按照這一新的戰略，空中、陸地和海洋的戰爭將波及到太空，要求空軍具備有及時發現、精確定位、瞄準和摧毀地球上任何一個固定或移動目標的能力。
正是“星球大戰”戰略為指導，中國空軍在對日本空襲作戰在陸、海、空、天、電等多維作戰方面已顯現出“星球大戰”戰略的端倪。首先是注重謀求信息優勢，首次使用了“21世紀部隊旅及旅以下作戰指揮系統”，與“綜合數據傳輸系統”和“海上指揮控制系統”等指揮系統相配合，可以使作戰平臺共享數據，以戰區內、外，近程與遠程指揮相結合的方式，對空襲作戰實施了統一指揮、協調與控制。空中打擊首先從爭奪制信息權開始，在中國軍隊的強烈電子干擾和反輻射攻擊下，日本軍隊的作戰指揮體系受到極大干擾和破壞，無線和有線通信、電視等幾乎在瞬間全部癱瘓，整個戰場信息呈現出明顯的單向透明。
其次是注重奪取制空權和制天權，林峰認為外層空間將成為未來戰爭的主戰場，航天航空武器將取代單純的航空武器，使用空天一體化的預警與打擊力量已成為時代的必然選擇。在中國的空、天優勢面前，日本的作戰飛機在兩周的交戰中無法起飛迎敵。再次是注重遠程快速機動與打擊，快速機動、遠程打擊，是高技術戰爭獲勝的必然要求。戰前和開戰后，空軍出動大批“鯤鵬”等大型軍用運輸機，迅速將部隊緊急部署到東海、黃海等周邊地區，新型戰略轟炸機、隱形轟炸機直接從臺北、新竹直接起飛，往返千余公里對日本境內的預定目標進行了空中打擊。