由于美军成功控制克莱维斯隘口，残余日军被压缩到奇恰戈港，最后的进攻即将开始。
“我们死，你们也得死”
日军尽管知道此战必败，但仍负隅顽抗。他们在奇恰戈港构筑了复杂的战壕体系和火力网，储备了充足的弹药。美军第7师师长尤金·拉德穆少将计划于5月29日清晨发起总攻。不料日军指挥官山崎保代却抢先一步，于凌晨3时下令发动自杀式的“万岁冲锋”，此时他手下只有千把号人，为作最后一搏，甚至把伤兵都派了上去。
当时，美军官兵们正在阵地里睡觉，日军突袭队悄悄摸了上来，许多美军被扎死在睡袋里。紧接着，日军扫荡了一个战地救护站，杀掉医疗人员和伤兵。日军像嗜血的野兽四处行凶，然而他们已是强弩之末，当日军冲到克莱维斯隘口时，他们被500多名原本负责维护车辆的美军工程兵打成尸山血海。
鉴于进攻已被发现，山崎保代索性命令部下发起自杀突击，数百人把手榴弹贴在自己的脑袋上或捧在胸口，高喊“我们死，你们也得死”，向美军营地发动冲击，但均被粉碎。后来美国工程兵守住的那块阵地被命名为“工程兵岭”。
5月30日，弹尽粮绝的日军在谷地内集体自杀。5月31日，日本电台报道了阿图岛守军“全员玉碎”的消息。从这时开始，“全员玉碎”频频出现在日本政府的战报上。
不过，阿图岛之战中仍有27名日军幸存，其中1人化装成当地人驾小船逃跑，由于在海上迷失方向，最后又转了回来，被美军巡逻艇抓获。他先是装成哑巴，让美军以为他真的是当地人，但后来他实在太饿了，冲着米饭大吼“米西米西”，美军才知道他是个差点漏网的日本人。
6月底，美军开始对基斯卡岛进行航空和舰炮火力准备。守岛日军鉴于处境孤立、难以防守，于7月29日前在浓雾掩护下陆续撤离。美军未察觉日军撤退，从8月1日起对该岛进行106次轰炸和15次舰炮射击，于8月15日在该岛登陆。
作战评价
此战，美军以阵亡600人、伤1200人的代价收复阿图岛和基斯卡岛，消除了日本对北太平洋和阿拉斯加的威胁，揭开局部反攻的序幕。但也有美国史学家表示，从战略角度看，阿图岛之战实属没有价值，因为美军已经取得太平洋战争的主动权，日军很难再威胁美国本土，进攻阿图岛完全是从维护“面子”的角度做出的抉择，因为哪怕日军只占据美国的一小块领土，都是对美国公众感情的巨大伤害。