1945年4月1日,美国在冲绳岛登陆,战火直逼日本家门。为了挽回败局,日军妄想采用引敌围歼的“菊水作战”方针。由“大和”号战列舰、1艘巡洋舰和8艘驱逐舰组成的编队,在第二舰队司令伊藤整一中将率领下于4月6日下午4时从濑户起航,企图在4月9日赶到冲绳岛海面的美海军军舰集结地,对美舰发起攻击。然而,舰队刚刚出港,就被在附近潜伏的美潜舰“线鳍鱼”号发现并跟踪。7日凌晨,日舰编队刚刚越过大隅海峡,就进入了美航空母舰侦察机的巡逻警戒圈。12时40分,日本编队遭到美舰载飞机的3波次攻击。这次,美军共出动1000架次舰载飞机,“大和”号被n枚鱼雷和7枚炸弹击中,大量海水涌人舰体,后来弹药舱又发生爆炸,致使舰体迅速倾倒。下午2时23分,世界上最后一艘最大的战列舰在出航后不到一天的时间内,便夹着众多的血肉,一同沉于海底,舰上2767名舰员中仅有269人生还。超级巨舰“大和”号和“武藏”号的沉没,标志着“大舰巨炮主义”的灭亡,也宣告了战列舰时代的结束,它告诉人们一个全新的海战观念:没有制空权就没有舰艇行动的自由权。此后,集海、陆、空于一体的航空母舰得到迅速的发展和壮大。
在第二次世界大战中,大约有60艘战列舰参战,其中约有1/3被击沉或击毁。第二次世界大战后,由于导弹、核武器的出现和广泛装备,国际上出现了“大型军舰已经过时”、“大型军舰在导弹、核武器面前不堪一击”的议论。在美国内部,“航空母舰派”和“战列舰派”相互攻击。结果,“战列舰派”败北,“航空母舰派”赢得了广泛的支持。在这种情况下,各战列舰拥有国从20世纪50年代中期起纷纷将战列舰退役,其中,一部分报废而拆卸钢板,另一部分先是转为后备役,后被逐步封存。到20世纪50年代末期,战列舰基本从海上消失了。
20世纪60年代的侵越战争和其后的中东战争期间,美国海军曾两次重新启用已被封存的战列舰“新泽西”号。这艘老牌战舰在战斗中也发挥了其应有的作用,但一直未能拯救战列舰的命运,使用了不长的时间后,又被重新封存。