在菲律宾诸岛中，莱特岛“街亭虽小，关系重大”，是菲律宾各岛的喉舌部位，也就成了双方必争之地。因此，在这一带日军也倾其海军全部实力，决心与美国人血战到底。10月20日，美军在菲律宾中部的莱特岛登陆，为了支援掩护登陆部队，美军把中太平洋战区的第3舰队和西南太平洋战区的第7舰队全部集中到了菲律宾东部海域，总兵力达12艘航空母舰、18艘护航航空母舰、12艘战列舰、20艘巡洋舰和104艘驱逐舰，只舰载飞机就有1800余架。
然而，就在美军登陆莱特岛的前两天，日本人碰巧截获了美军一份电报，这份电报正好为日军提供了所需要参考的重要情报，于是日本海军司令丰田下令实施“捷-1”作战计划，从而酿成了第二次世界大战中最后一次，也是规模最大的一次海战。
10月17日，美军攻占了莱特岛东面的苏鲁岛及迪纳加特岛。18日夜，日本大本营向日陆、海军颁布了开始“捷-1号作战”的命令。
20日拂晓，美军开始在莱特岛登陆，当天就夺占并建立了登陆场。由第7舰队组织的两栖编队的420艘各型运输舰船，载着213.5万吨的作战物资，云集在莱特湾内。由于登陆场有限，又无大型港口，卸载工作进展得十分缓慢。
为了支援、掩护后续主力部队登陆，美军把中太平洋战区的第3舰队和西南太平洋战区的第7舰队全部集中到了菲律宾东部海域，总兵力达12艘航空母舰、18艘护航航空母舰、12艘战列舰、20艘巡洋舰和104艘驱逐舰，舰载飞机1280余架。美军自恃兵力雄厚，根本没有考虑对参战兵力实施集中统一的指挥，也没有建立统一的指挥部，第3舰队和第7舰队仍分属中太平洋战区和西南太平洋战区统辖。
美海军第7舰队由金凯德海军中将指挥，除两栖作战编队外，还有两个编队：炮火支援编队——辖有6艘老式战列舰、若干艘巡洋舰和驱逐舰，由奥尔登多夫海军少将指挥，其任务是对登陆兵实施舰炮火力支援，同时阻止日军舰沿苏里高海峡冲入莱特湾；另一个是空潜警戒编队——配置在莱特湾外偏东约70海里处，由斯普拉格海军少将统一指挥的3个护航航母小队组成，辖有4艘护航航母，以及若干艘驱逐舰，其基本任务是实施对空、对潜警戒，以及对己方的登陆部队进行空中支援。
第3舰队位于第7舰队的警戒编队以北，由哈尔西将军指挥。由于其部分兵力已转隶第7舰队，因此哈尔西当时只有第38特混编队，下辖4个特混大队，拥有航空母舰16艘，新式战列舰6艘，以及若干艘巡洋舰和驱逐舰。第3舰队的基本任务是防止日军舰艇穿过圣贝纳迪诺海峡，从北面冲进莱特湾。但是，尼米兹在莱特岛登陆战发起前，又给哈尔西部署了三项任务：担任战场警戒；防御日本海空军对莱特岛（湾）的反击3相机消灭日本海军主力。
日军当时十分清楚，残存的日本海军根本不是美国两个舰队的对手。因此，他们放弃了与美军舰队决战的指导思想，决定以打击美军登陆输送舰船为主，支援莱特岛的抗登陆作战。针对美军强大的攻势，为了通过莱特湾的南北两个海峡口，日军联合舰队精心设置了一个馋人的“诱饵”，即用小泽舰队将美海军主力诱至北方，然后栗田舰队乘机冲入莱特湾，全歼登陆美军。
20日，栗田舰队驶入文莱锚地，并做好了战斗准备。他和西村中将指挥舰队，定于25日黎明一起冲入莱特湾。其行动方案是：他亲率“大和”、“武藏”等5艘战列舰，还有10艘重型巡洋舰、2艘轻型巡洋舰、15艘驱逐舰组成栗田舰队，从巴拉望岛西岸北上，经锡布延海，穿圣贝纳迪诺海峡，冲向莱特湾。西村海军中将指挥“山城”、“扶桑”号战列舰、1艘重型巡洋舰、4艘驱逐舰组成西村舰队，经苏禄海，穿过苏里高海峡，侧攻莱特湾。志摩舰队也同时南下助战，3支舰队对莱特湾形成钳形攻势。
同日，小泽舰队沿丰后海峡开始机动。小泽及其官兵心里十分明白，“歼灭美军航空母舰编队”仅是字面上的任务而已，而牺牲本队，保障栗田等主力舰队作战才是真正的目的。小泽舰队看起来阵势堂堂，但舰载机只有108架，还不够几艘航空母舰编制数的一半，并且飞行员都是缺乏训练和实战经验的新手。因此，其战斗力可想而知。
21日，正在南下的志摩舰队接到“从苏里高海峡向莱特湾冲进”的命令。这样，西村和志摩两个舰队决定同时从苏里高海峡冲进莱特湾。
10月22日8时，栗田舰队由文莱湾出发，经巴拉望西方海面北上。西村舰队则于22日下午3时驶离婆罗乃港。志摩舰队驶向台湾海峡。小泽舰队也在台湾东方偏北的海面出现。各舰队都在按预定的计划开始行动。
但是，厄运首先笼罩在日军主力编队栗田舰队头上。10月22日夜，美军“飞鱼”号侦察潜艇发现了栗田舰队，并且马上向哈尔西作了报告。根据哈尔西的指示，“飞鱼”号呼唤同伴“绦鱼”号，一同尾随栗日舰队，并伺机攻击。
23日黎明，栗田在旗舰“爱岩”号重巡洋舰上下达“躲避潜艇曲折航行”的命令。但是，大祸仍然很快就临头了。正在舰桥上指挥的栗田感到脚下一阵强大的震撼，“爱岩”号中弹了。与此同时，邻舰“摩耶”号重巡洋舰也尾部起火。两艘战舰顿时被浓烟和火焰所笼罩，不到几分钟就沉入了海底。几艘驱逐舰迅速驶来营救，栗田和他的参谋们不得不在汹涌的海水中泅到救援舰上。
祸不单行。18分钟后，重巡洋舰“高雄”号也被两枚鱼雷击中，失去机动能力。栗田不得不派两艘驱逐舰护送“高雄”号撤离战区。
恼怒的日军开始攻击美军潜艇，驱逐舰发射的深水炸弹在辽阔的海面上激起一层层巨大的水柱。美军“飞鱼”号潜艇在躲避中不小心触礁沉没。
离莱特湾还有近两天的航程，日军不敢恋战，只好鸣锣收兵，调整队形继续前进。
栗田舰队在对潜艇防御的恐惧中迎来了日出。天亮后，栗田下令将指挥部移至“大和”号。坐在这艘当时世界上最大的战列舰上，栗田的心里才似乎有了一点平衡的安全感。
白天总算平静地过去了。夕阳西沉，夜幕又开始降临，栗田默默地祷告，并命令舰队全速航行。
哈尔西从美军“飞鱼”号22日夜发回的电报中得知，不久将有一支大的日军舰艇编队从北面向美军莱特岛登陆部队发动攻击。他仔细地琢磨着“飞鱼”号发回的电报：“发现舰艇多艘，其中3艘属战列舰。”那么日军的航母在哪里？这是哈尔西此时最为关心的核心问题。
23日晨，哈尔西将他的第38特混舰队展开在圣贝纳迪诺海峡东部，并命令各大队开始搜索日军舰队。
上午9时左右，驶入锡布延海的栗田舰队被美侦察机发现。此时，哈尔西的第3舰队正在菲律宾以东海面待命，自北向南分别是薛尔曼少将的第3特混大队；博根少将的第2特混大队；戴维森少将的第4特混大队。莱特湾海域则是金凯德海军中将的第7舰队。
10时38分，美军第一攻击波12架SBD“无畏”式俯冲轰炸机和18架TBD“掠夺者”式鱼雷攻击机，在36架格鲁曼—6“恶妇”式战斗机的掩护下，向栗田舰队袭来。当美机飞临栗田舰队上空时，栗田几乎没有一架飞机在空中阻拦，只好靠舰上强大的防空火力来应付了。海空激战刚一开始，就有8架美机被击毁，但美机仍顽强进攻，重点指向“武藏”号战列舰。
“武藏”号是与“大和”同型的巨型战列舰，1937年动工，1942年底才下水。它的舰长263米，宽39米，满载排水量为7.2万多吨，全舰大小火炮共计152门。该舰重铝厚甲，装甲厚达410毫米，与“大和”号一起被称为“永不沉没的战列舰”。
面对猛扑而来的美机，“武藏”号上的152门大小火炮一起开火，在巨舰上空织成了一张密集的弹网。但是，仍不能有效阻挡美鱼雷机的攻击。不一会儿，就有3条鱼雷和3枚炸弹击中了“武藏”号右舷。
12时整，36架TBD“掠夺者”式鱼雷攻击机和24架TB“复仇者”式鱼雷攻击机，在18架“恶妇”式战斗机的掩护下，对栗田舰队进行了第2次空袭。在纷纷坠落的炸弹中，又有3枚重磅炸弹和2条鱼雷击中了“武藏”号，其中2枚穿透了两层甲板后爆炸，造成巨大破坏。
12时22分，第3攻击波的42架飞机又蜂拥而至。“武藏”号战列规再遭劫难，又有3条MK-13型新式鱼雷击中“武藏”号右舷，剧烈的爆炸几乎把右舷的外装甲全部撕裂。此后，4枚重磅炸弹又命中同一部位，使海水大量涌入，舰首开始下沉。
14时22分，60架美机又发起了第4次攻击，仅“武藏”号就遭到近40架SBD“无畏”式俯冲轰炸机和TBD“掠夺者”式鱼雷攻击机的攻击。被8枚炸弹命中后，这艘巨舰的上层建筑全部被破坏，舰首继续下沉。
15时左右，近100架美机又前来光临栗田舰队。美“企业”号航空母舰上的飞行大队长史密斯海军中校，带着12架SBD“无畏”式俯冲轰炸机直扑“武藏”号，接着10架TBD“掠夺者”式鱼雷攻击机又呼啸而来，顷刻间就有12枚重磅炸弹和11条MK-13型鱼雷命中“武藏”号。“武藏”号一下子就消失在鱼雷和炸弹爆炸所激起的冲天水柱和团团浓烟之中。15时55分，这艘“永不沉没的战列舰”翻转着它那庞大的身躯，带着遍体鳞伤沉入了锡布延海，长眠在那海藻丛生的海底，为“武藏”号陪葬的舰员近2500人。
此时，日军舰队虽然遭到了重创，但整个舰队仍具有相当强的战斗力。为暂时避开美军的攻击，栗田中将下令：“紧急撤退！”实际上是为了给哈尔西制造一个假象。
16时22分，哈尔西得知日舰队撤退的消息后，便判断日本人损失惨重，正在落荒而逃。他们已不可能对美登陆部队构成任何威胁了，因而也就没有进行正准备实施的第6次空袭。可是，一直没发现日本人的航空母舰，却使哈尔西焦急不安。日本人的航空母舰究竟在哪儿？
此时，正在向南急驶的小泽心急如焚，因为他得知栗田舰队已经遭到美机猛攻后，就一再发出明码电报，以期引起哈尔西的注意。然而，哈尔西的飞机正在猛烈地轰炸栗田，根本没有发现小泽这块送到嘴边的“肥肉”。“诱饵”不灵，小泽也只好豁出去了，主动发起攻击。
10月24日下午15时，小泽几乎出动了全部作战飞机，向美军第3舰队的一支轻型航空母舰特混舰队大模大样地发动袭机。
当第一攻击波60余架飞机抵达美舰队上空时，这支轻型特混舰队仅从“埃塞克斯”号上起飞了7架“恶妇”式战斗机迎战，其余不适于空战的舰载攻击机只好像摆设一样整齐地排放在飞行甲板上。可就是这不起眼的7架战斗机，却发挥了巨大作用。美军飞行员几乎是个个身手不凡，在半小时的空战中，戴维·麦克坎贝海军中校和他的僚机罗伊·拉辛格上尉击落了15架日机，麦克坎贝独自击落9架，创造了太平洋战争中一次战斗单机击落敌机的最高纪录。
可7架飞机毕竟无法完全挡住60余架飞机的攻击，有近20架日机飞抵“埃塞克斯”号上空。但是，这些刚刚补充的新飞行员水平也确实太差，他们投下的炸弹竟然没有一枚命中，只是围着美舰激起了无数冲天的水柱，美舰却毫无损伤。
第2攻击波的80架飞机为了取得战果，集中全力攻击了“普林斯顿”号轻型航空母舰，这艘舰上仅有的8架战斗机全部升空。美军飞行员凭借其飞行技能和机载武器火力的优势，一下子就击落20架日机。舰载高射炮密集的防空火力也击落10架日机。
一位战斗机飞行员卡尔·布朗海军上尉说：“我们将80架日机拖住了15分钟……击落了28架。按说，我们不能用8架‘恶妇’式战斗机去对付80架敌机，但在它们攻击我们军舰的时候，我们必须首先攻击它们……我们开足油门，紧追不舍，用一切火力射击。”
然而，这些勇敢的美国飞行员仍未能挽救这艘航空母舰的命运。在一片不太引人注意的云层里，一下子钻出了8架日俯冲轰炸机，它们一出现便开始俯冲攻击，美军根本来不及作出反应，便有3枚重磅炸弹落在了这艘巨舰的飞行甲板上，恰好有一枚穿透甲板钻进机库爆炸，并引爆了机库内6架已挂上鱼雷的TB“复仇者”式鱼雷攻击机，顿时燃起了冲天的大火。不一会儿，又一声“轰隆隆”的巨响，“普林斯顿”号尾部的鱼雷库被大火引爆，这艘倒霉的巨舰，顷刻间就在近千名舰员的陪同下一起沉入了波涛汹涌的大洋。这是两年前所罗门海空战中“大黄蜂”号被击没以来，美国损失的第一艘航空母舰。
17时整，有“蛮牛”之称的哈尔西得到了日舰载机袭击“埃塞克斯”号的消息后，立即率庞大的特混舰队高速北上。此时，他一心只想着要击毁日本人的航空母舰，根本不知道日本航空母舰实际上是纸老虎，舰上几乎没有飞机了。他认为，日本航空母舰是他最重要的攻击目标，而这恰好中了日本人的圈套。后来，哈尔西在他的回忆录中写道：“我走进作战室，用手指着海图上300海里以外的日本北方舰队说，我们驶向这里……向北追歼他们。”
17时50分，他电告金凯德：“栗田舰队业已受创西撒，我正率3支舰群北上，以期能于25日拂晓袭击敌军航空母舰。”就这样，哈尔西这支“猛虎”终于离开了他应该保护的登陆部队，被日本人调离下“山”了。