1944年，盟军沿中太平洋和西南太平洋两线发起攻势，日军节节败退。盟军攻克马里亚纳群岛和比阿克岛后，开始考虑下一步作战。美国海军上将尼米兹建议进攻台湾，将日军阻挡在菲律宾，控制联系日本和南亚的海路，切断日本与南亚驻军联系。麦克阿瑟主张在菲律宾登陆。最后，罗斯福总统决定在菲律宾登陆。
麦克阿瑟和尼米兹组成联合部队，于1944年10月10日，麦克阿瑟属下的金凯德海军上将率第7舰队738艘舰只，运送美第6集团军17.4万人，在尼米兹属下的哈尔西海军上将的第3舰队16艘航空母舰、6艘战列舰及73艘巡洋舰和驱逐舰支援下，向莱特岛挺进。10月20日，美军在莱特岛登陆。当天下午，麦克阿瑟在菲律宾总统奥斯梅纳陪同下，涉水上岸。他在蒙蒙细雨中发表讲话：“菲律宾人民，我回来了！托万能之主的福，我们的军队又站在菲律宾这块洒满我们两国人民鲜血的土地上了。”
对日本而言，固守菲律宾、台湾和琉球群岛十分重要。只有守住这道外围岛链，才能把不可缺少的石油资源从荷属东印度运往本土。为此，日本大本营制定了“捷号”作战计划。这项作战计划包含4种作战方案：保卫菲律宾为捷1号方案；保卫台湾、琉球群岛和日本本土南部为捷2号方案；保卫日本本土中部为捷3号方案；保卫日本本土北部为捷4号方案。
美先头部队在莱特岛登陆后，日联合舰队司令官丰田副武海军大将立即下达捷1号作战命令，水面舰队在海军中将粟田健男指挥下，分成两部出动。粟田带领5艘战列舰、12艘巡洋舰和15艘驱逐舰，经中国南海、锡布延海和圣贝纳迪诺海峡驶向莱特湾。他的副手海军中将西村祥治率两艘战列舰、1艘巡洋舰和4艘驱逐舰经苏禄海，进至苏里高海峡。两人定于10月25日早晨由南北两面同时冲进莱特湾，夹击美军的两栖舰队。
为了使夹击力量均衡，丰田命令在琉球群岛的志摩中将率领3艘巡洋舰和4艘驱逐舰向南航行，同西村会合；同时令小泽治三郎中将率由4艘航母组成的编队自濑户内海南下，企图把哈尔西从莱特岛引开。
此时，哈尔西第3舰队的第38特混舰队正在菲律宾以东海面待机，自北向南分别是谢尔曼的第8-3特混大队、博根的第38-2特混大队、戴维森的第38-4特混大队。莱特湾海域是金凯德的第7舰队。美军很快发现了日军的作战编队，将小泽的舰队称为北路舰队，粟田的舰队称为中路舰队，西村和志摩的舰队称为南路舰队。
10月23日清晨，美国“海鲫”和“鲦鱼”号潜艇首先在巴拉望岛以西发现粟田的中路舰队，并立即向哈尔西发出了报告。然后用鱼雷攻击日舰，击沉日军两艘重巡洋舰，重创1艘巡洋舰，被击沉的日军巡洋舰中有1艘是粟田的旗舰，粟田被迫将指挥部转移到“大和”号上。历史上最大的海战——莱特湾海战拉开了序幕。
以两军投入的军舰吨位而言，莱特湾海战是历史上最大海战，也是最后一次航母对战。从1944年10月20日至26日，两军投入船舰吨位超过200万吨，盟军舰队达133万吨，日军舰队73万吨，共有21艘航空母舰、21艘战列舰、170艘驱逐舰与近2000架军机参与战斗。数量上居劣势的日本联合舰队战败。巡洋舰以上重型军舰13艘被击沉，日本在菲律宾海基与陆基航空力量被消灭，战局无望，第一次发动神风特攻队自杀攻击。
日军对盟军的步骤很清楚。联合舰队最高长官丰田副武制定的4个作战方案都是复杂和孤注一掷的计划，将日军所有的海上力量投入此次决战。
美国海军进攻菲律宾的登陆点在莱特岛。第7舰队的旧式战列舰以及护航航母用于支持登陆部队，第3舰队航母特混舰队用于掩护两栖作战并寻歼日本舰队。
1944年10月12日，美军航母空袭台湾，日军开始执行捷1号作战方案。日军飞机一波波攻击美国航母，美军登陆部队失去空中掩护，受到日本舰队打击。驻扎文莱的粟田健男中将率领第2舰队进入莱特湾，企图消灭盟军登陆力量。西村祥治和志摩清英中将的舰队组成第5舰队，作为运动攻击力量。这3支舰队没有航母和潜艇，完全由水面舰只组成。
山本五十六生前不同意丰田副武任联合舰队司令长官。但日海军将星凋零，起用丰田是不得已。莱特湾战役开始前，哈尔西攻击台湾日陆基机场。丰田误以为美军想攻占台湾，投入手头全部空战兵力并损失惨重，使得日航母舰队几乎丧失攻击力，而且陆基航空兵的战力损伤大半。
战后，丰田对美国调查者解释：“假如我们丧失菲律宾，而舰队幸存下来，我们南北间的海道就被割断了。假如舰队待在日本领海，就得不到燃料补给。假如待在南海，就得不到武器弹药的补给。因此假如我们失去菲律宾的话，保存这支舰队也就没有意义了。”
10月20日，美军一支两栖部队进攻菲律宾群岛中部的莱特岛，展开了莱特湾战役。同一天，日军一部从莱特岛东南部进入阵地，被美军第7舰队的潜水艇发现。栗田舰队于10月24日进入莱特岛东北的锡布延海。在锡布延海海战中受到美军航母攻击，“武藏”号战列舰被击沉。栗田调头撤退，美国飞行员以为就此退出战场，但晚间，粟田舰队再次调头进入圣贝纳迪诺海峡，于清晨来到萨马岛。
西村舰队于10月25日清晨3点进入苏里高海峡，正好撞到美军作战舰队。海战中，“扶桑”号战列舰和“山城”号战列舰被击沉，西村战死，剩余力量向西撤退。
哈尔西接到小泽航母舰队到达消息后，10月25日派航母追击，在恩加尼奥角海战中，4艘日本航母被击沉，剩余力量逃往日本。
栗田舰队于10月25日晨5时到达萨马岛。此时哈尔西正追击小泽航母舰队，在栗田舰队和美国登陆舰队间只有3支美国护卫航母和驱逐舰组成的编队。栗田误以为面临美军主力，因此转身撤出战场。
整个海战可分为4个不同部分：
锡布延海战：栗田的中路舰队由5艘战列舰组成，加上10艘重巡洋舰、两艘轻巡洋舰和15艘驱逐舰，企图突破圣贝纳迪诺海峡，攻击莱特湾内的登陆舰队。10月23日子夜后，栗田舰队经过巴拉望岛水域，被美国潜艇“海鲫”和“鲦鱼”号发现。“海鲫”号发动攻击，“爱宕”号中4枚鱼雷沉没，“高雄”号中两枚鱼雷重伤，“摩耶”号重巡洋舰则被“鲦鱼”号4枚鱼雷击中后沉没。“高雄”号重巡洋舰被鱼雷击中，在两艘驱逐舰的保护下返回文莱。栗田将旗舰转移到“大和”号上。
10月24日晨，美军“无畏”号航母发现粟田舰队进入锡布延海。哈尔西命令3支航母分舰队集中攻击栗田舰队。从“无畏”和“卡伯特”号航母和其他航母起飞的260架飞机不断攻击。“大和”和“武藏”号成为主要攻击目标。“妙高”号重巡洋舰负重伤返航。“武藏”号沉没，“大和”和“长门”号相继受伤。栗田下令舰队开出攻击范围。美军“普林斯顿”号航母被一枚穿甲炸弹击中起火。弹药库爆炸，当场229人阵亡，236人受伤，随后沉没。
苏里高海峡海战：西村和志摩的南路舰队由战列舰“扶桑”号、“山城”号及“最上”号重巡洋舰和4艘驱逐舰组成，10月24日遭空袭，但未受伤。由于南路舰队和中路舰队严守无线电静默，西村无法与栗田和志摩协调步骤。当他进入苏里高海峡时，志摩在其后约40千米，而栗田还在锡布延海。他们闯进美国第7舰队设的圈套。奥尔登多夫少将的6艘战列舰，8艘巡洋舰，29艘驱逐舰和39艘鱼雷艇严阵以待。美军缺乏在夜间作战的飞机，13个鱼雷艇分队分别向西村舰队发动鱼雷攻击，无一命中。美军第54驱逐舰中队3艘驱逐舰向西村舰队发起鱼雷攻击，射出27枚鱼雷，1枚鱼雷击中“扶桑”号中部，燃料舱和主炮塔弹药舱发生大爆炸，随后沉没。全舰官兵无一幸免。第54驱逐舰中队也发射了鱼雷，“山云”号驱逐舰中雷，发生大爆炸后沉没，“朝云”号前主炮下方中弹，舰艏折断。美军战列舰、巡洋舰编队采用海军炮战经典战法，排成两列T字横队，用全正面交叉火力在雷达引导下共发射大口径主炮炮弹245发，巡洋舰发射炮弹4000多发，第56驱逐舰中队进行鱼雷攻击。顷刻间，“山城”号剧烈燃烧发生爆炸，舰桥崩塌后沉没，驱逐舰“满潮”号中雷受伤。“最上”号也中弹多处。
志摩的“那智”和“足柄”号重巡洋舰以及8艘驱逐舰到达战场。看到通过海峡毫无希望，便下令撤退。混乱中，旗舰“那智”号与焚烧的“最上”号相撞，丧失机动能力，被飞机击沉。“最上”号巡洋舰被撞击和击中后，发生了火灾并波及到机枪弹药包、高射炮弹药包，连续诱爆，经过消防，火灾被扑灭。志摩舰队在撤退过程中，受到美军舰载机的攻击，轻巡洋舰阿“武隈”号和驱逐舰“不知火”号相继沉没。
苏里高海战是历史上最后一次发生在战列舰之间的海战，是海战史上组织最成功的战例之一。美军以1艘鱼雷艇为代价，击沉日军两艘战列舰，1艘重巡洋舰，3艘驱逐舰，击伤1艘重巡洋舰和1艘驱逐舰的战绩。
恩加尼奥角海战：小泽的北路舰队由4艘航母和两艘由战列舰改装的航母、3艘巡洋舰和8艘驱逐舰组成。“瑞鹤”号是参加偷袭珍珠港唯一幸存的航母。小泽舰队共有108架飞机。10月24日下午小泽舰队被发现时，美军正在对付栗田舰队和来自吕宋岛的空袭。当晚，小泽获得一份美军电报，说栗田撤退了（消息是错误的），但丰田下令所有舰队继续进攻。哈尔西看到有机会消灭日军在太平洋上的航母，于子夜后率领所有航母追击小泽舰队。虽然美军侦察机发现了栗田舰队开向圣贝纳迪诺海峡，但哈尔西认为第7舰队足以对付，所以未加理会。哈尔西拥有9艘航母，8艘轻航母，6艘战列舰，17艘巡洋舰，64艘驱逐舰和1000多架飞机，他将登陆点交给几艘护卫航母和驱逐舰。10月25日早，小泽下令75架飞机攻击美军，大多数被美军战斗机击落，少数飞往吕宋岛。
哈尔西率领第34特混舰队战列舰急速前进，准备攻击小泽舰队前卫的战列舰以及在舰载机空袭中掉队日舰。清晨，在还没有确定日军精确位置的情况下，美军就起飞180架飞机，摧毁了保护小泽舰队的30架日军飞机，进行了857架次袭击，小泽舰队的航母纷纷中弹。“千岁”和“秋月”号驱逐舰沉没，“瑞鹤”、“千代田”和“多摩”号轻巡洋舰丧失机动能。小泽将旗舰改到“大淀”号巡洋舰上。
这时，萨马岛战斗的消息传来，美军登陆部队情况紧迫。第7舰队的护航航母因为栗田舰队的突然出现，不断发报向哈尔西求援。坐镇珍珠港的尼米兹也给哈尔西发电询问第34特混舰队在哪里，负责电报加密的军官随意加了句“全世界都想知道”。译码军官误以为是正文，未加删减。哈尔西下令南下，留下两个航母大队以及由巡洋舰和驱逐舰组成的舰队收拾小泽的残余船只。击沉几艘日军航母后，将空袭集中在两艘战列舰改装的航母，但被防空火力抵挡。直到傍晚，小泽舰队的所有航母以及一艘轻巡洋舰、两艘驱逐舰被击沉。
萨马岛海战：粟田舰队击沉美军两艘护卫航母、3艘驱逐舰和1艘护卫舰。日军损失3艘巡洋舰，3艘主力舰受重创。栗田舰队于10月25日凌晨进入圣贝纳迪诺海峡，沿萨马岛海岸向南进发。黎明时发现美国舰队。第7舰队有3支舰队阻挡粟田舰队，每支舰队由6艘护卫航母和七八艘驱逐舰组成，共有500多架飞机。护卫航母比较慢，装甲薄，对付战列舰胜算不大。
金凯德错误地以为威利斯·李的战列舰还守护在圣贝纳迪诺海峡，但李已被哈尔西调走对付小泽舰队。粟田舰队在萨马岛出现时，美军大吃一惊。哈尔西舰队远离莱特湾，但栗田一无所知，将美军护卫航母当作美军航母舰队。美护卫航母立刻后撤，发报请求支持。美军驱逐舰试图分散日军战列舰的注意力，并自杀般发射鱼雷，吸引日舰火力。为躲避鱼雷，日舰不得不打散队形。“大和”号被两枚平行鱼雷逼迫背向而行，无法转身。3艘美军驱逐舰和1艘护卫舰被击沉，但为航母获得出动飞机的时间。飞机没时间转装穿甲炸弹，只能带着已装载的炸弹起飞。美军护卫航母继续南逃，日军战列舰的炮弹不断在它们周围爆炸。一艘护卫航母被炸沉，其他受伤。栗田舰队未完成整编队形便发动进攻，加上美军驱逐舰的攻击将其队形打乱，各战队散乱在广阔的海面上，丧失了战术指挥，3艘重巡洋舰被击沉，栗田下令北转。躲过栗田舰队袭击的护卫航母被“神风特攻队”自杀飞机击沉一艘，另两艘遭重创。
不久，栗田舰队北转撤退。他认为美军支持舰队正包围过来，便向西穿过圣贝纳迪诺海峡。美军第3舰队派舰载机对栗田舰队的掉队舰只进行了攻击，“长门”、“金刚”和“榛名”号受重创。他的舰队回到日本时，只有“大和”号还有作战能力。
在莱特湾战役中，哈尔西差点让美国海军败给弱于他的日本海军。对其指责有两点：一是中了小泽诱敌之计，二是听凭圣贝纳里诺海峡无人防守。哈尔西在回忆录中辩解说，对于第一个指责，他认为日军飞机会通过菲律宾机场和航母甲板构成穿梭轰炸，给自己的舰队带来巨大的威胁，所以决定摧毁小泽而不是在原地挨炸。对于第二个指责，他归咎于金凯德。认为他已经通知了金凯德整个登陆掩护交给第7舰队，是金凯德的玩忽职守导致圣贝纳里诺海峡无人防守。
在莱特湾战役中，日本海军损失占珍珠港事件以来损失总数的1/4以上。日本海军除了在保卫本土方面还能起点作用外，再没有大的作为。美军取得了绝对制海权。小泽在战后受审时说：“这一战后，日本的海面兵力就变成了绝对性的辅助部队，除了某些特种性质船只以外，对于海面军舰已经是再无用场可派了。”
