4点左右，海战进入高潮。一声“攻击”令下，驱逐舰作出最沉重的最后一击。巡洋舰也投入战斗。他们采用海军炮战经典战法，排成两列T字横队（战列舰在后，距离20000米，巡洋舰在前，距离14000米），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驱逐舰中队也对其进行鱼雷攻击。随着弹如雨下，“扶桑”号及“最上”号被击中，两舰起火，舰身震动不已，不久扶桑号的中部燃料舱和3、4号主炮塔弹药舱发生大爆炸，损毁不堪，整艘舰已成火海，在海面漂浮，黎明前，“扶桑”号断为两截，没入水中。全舰人员无一幸免，阵亡人数在1400—1600之间。 着火焚烧的“最上”号稍后沉没，只有五处受创的驱逐舰“时雨”号能以三十哩航速逃脱。
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作战。当他于02:00进入苏里高海峡时，志摩在他后面约40千米，而栗田还在锡布延海，离莱特岛的海岸还有好几个小时。直到西村的舰队几乎全军覆没后，志摩中将才领着自己舰队懵懵懂懂地闯了进来。看到周围都是西村的残余舰只，他十分吃惊，不知道先前到底发生了什么事。当他明白过来之后，他意识到通过海峡已是毫无希望了，于是下令转身撤退。在撤退过程中，志摩舰队受到美军舰载机的追击，轻巡阿武隈号和驱逐舰不知火号相继沉没。
在苏里高海峡的战斗中，美军大获全胜，以1艘鱼雷艇为代价，获得了击沉2艘战列舰，1艘重巡洋舰，3艘驱逐舰，伤1艘重巡洋舰1艘驱逐舰的骄人战绩（轻巡阿武隈号和驱逐舰不知火号不作为战果统计）。
4、最后一击
与南部编队日军的惨败相反，小泽将军指挥的北部编队却按照预先的计划，于10月25日上午，将美主力舰队吸引到了距莱特湾数百海里之外。之后，小泽的舰载机和驻菲律宾的日机，向第七和第三舰队发动自美军登陆以来最凶狠的攻击。小泽的舰队共有大型航空母舰1艘，轻型航空母舰3艘，航空战列舰2艘及其他舰只20余艘，其舰载机具备很强的攻击力。
美军航母上飞机
日军发动攻击后，在吕宋以北的航空母舰“兰利”号、“普林斯顿”号、“艾塞克斯”号、“列克星顿”号首当其冲。上午九时三十八分左右，—架日机避过了雷达的侦察，从一堆低云俯冲而下，把一枚二百五十公斤的炸弹不偏不倚的投在“普林斯顿”号的飞行甲板上，炸弹直穿到机库甲板，燃着六架鱼雷轰炸机内的汽油，火势猛烈。舰员立即展开抢救。但是到了十时零二分，发生连串爆炸，飞行甲板炸得四分五裂，舰尾的飞机升降机给弹上半空，至十时二十分，消防水管失灵，整艘舰动也不动，浓烟上升达三百米高，数百名舰员落入海中。
尽管“普林斯顿”号上还不时发生爆炸，而且热气炙人，但巡洋舰“伯明翰”号和“雷诺”号，驱逐舰“马里森”号、“欧文”号和“杨格”号等救援舰仍然靠过去，拼命抽水扑救。但日方的潜艇、飞机不时前来攻击，打断救援行动，拯救舰只只好撤离。下午二时四十五分，巡洋舰“伯明翰”号驶回“普林斯顿”号身边，准备再次救援，但“普林斯顿”号的突然爆炸，不仅使自己濒临沉没，也让“伯明翰”号伤痕累累。下午四时四十九分，在实在无计可施的情况下，“雷诺”号向这艘火海似的航空母舰发射两枚鱼雷，把它炸沉。
在日机起飞的同时，七架由麦坎贝尔中校率领的A-25型俯冲轰炸机从“艾塞克斯”号起飞，予以截击。双方激战九十五分钟，美军击落至少二十五架日机，己方则丝毫无损。“普林斯顿”号击落三十四架来袭的日机；“列克星顿”号和“兰利”号的飞行员也忙着应战，捷报频传。
日本自杀式飞机
除了拦截敌机外，美舰载机也对小泽舰队实施狂轰滥炸，击沉1艘驱逐舰，轰炸了两艘轻型航空母舰，并对一艘大型航母发射了鱼雷。致使一艘轻型航母沉没。下午，美机发动了更为猛烈的轰炸，那些因受伤而行动迟缓、又缺乏防护能力的航空母舰，完全成了漂浮于海面上的“靶子”。日本北部编队中的所有航母，顷刻间全部被美机击沉。但小泽将军仍出色地完成了诱敌任务，不仅使栗田舰队免遭全军覆灭的下场，而且也使自己率领的“自杀部队”中的大部分舰只免遭厄运，取得了出乎意料的成功。
正是在小泽舰队的策应下，栗田舰队死里逃生。惊魂未定，栗田决定按照原计划，率领舰队乘着夜色重返锡布延海。在圣贝纳迪诺海峡，他没有碰上任何美军舰队，这让栗田欣喜若狂。25日凌晨1时，粟田中路舰队的4艘战列舰、8艘巡洋舰和2只驱逐舰中队驶出了圣贝纳迪诺海峡，变为夜航的搜索队形，小心翼翼的向莱特湾航进。25日晨7时，粟田中路舰队在莱特湾北面的萨马岛海域与美第7舰队第3特混大队相遇，该大队由斯普拉格海军少将指挥，辖有18节的小型护航航空母舰6艘和7艘驱逐舰。粟田以为那是哈尔西的航母舰队，立即下令攻击。粟田舰队的突然出现，使斯普拉格大吃一惊，急令驱逐舰趋前阻击，航空母舰则在烟幕掩护下向南撤退。
