几乎在同一时间，日本栗田舰队在巴拉望岛水域被美军的侦查潜艇所发现，随即美军派出潜艇作战群，在轮番攻击之下，日本两艘巡洋舰沉没，一艘重伤，几个小时之后，美国的空中侦查飞机发现了正在逃窜的栗田舰队剩余力量，其中就包括大和号和武藏号大型战列舰。
中午时分，日本和盟军双方的舰队相继赶来支援，于是爆发了人类历史上规模最大的海上战役，双方舰艇和飞机从上午十时开始进行了长达四个小时的对轰，最终武藏号、大和号和长门号相继中弹重伤，更为致命的是，在大和号主炮齐射的时候，其巨大的噪音掩盖住了主炮开炮的警报声，导致操作炮台的近50名官兵直接身亡，最终受损严重的日本舰队率先退出美国航母攻击范围。在之后就是美军的追击行动了，据悉在后续的追击当中，日本此次所派出的四艘航母全部沉没，另外还有三艘战列舰、六艘巡洋舰沉默，而盟军方面损失了三艘航母、两艘驱逐舰。
从1944年10月20日至10月26日，莱特湾海战共发生了6天，在这六天时间里，盟军方面除了损失多艘战舰和162架飞机以外，伤亡了约3000人，而日本方面更惨，除了舰艇损失之外，300架飞机和近万名士兵长眠在了海底。
