10月25日，西村舰队乘黑夜偷偷进入苏里高海峡，向东急进。不料美军已有准备。金恺德中将指挥美军大小战舰沿20公里宽的海峡航道重重设伏。美军首先以39艘小鱼雷艇出击，冲乱日军阵形。28艘美军驱逐舰分为左右两支，借峡湾掩护，用车轮战术，连续发射鱼雷，攻击日舰。火光闪耀处，西村舰队的旗舰“山城”号首先中雷。紧接着，“扶桑”号战列舰同时被两枚鱼雷击中，又引爆弹药舱，被炸成两截，沉入海峡。待西村不顾牺牲，率舰队残余冲至海峡东出口时，又陷入10余艘美军重型战舰的弧形火力圈中。美军舰炮排山倒海般把1吨重的炮弹频频射向日舰。未及天明，西村舰队全军覆没。待志摩率分舰队不知死活地尾随西村舰队进入海峡时，眼见一路尽是燃烧的日军舰艇残骸，惊恐万状，赶紧下令舰队转向，逃出苏里高海峡。美军乘势穷追，又消灭志摩舰队3艘战舰。
在苏里高海峡西出口以北，栗田中央编队主力刚刚逃脱美军潜艇追击，惊魂未定，又在锡布延海遭到哈尔西舰载机部队攻击，损失了巨型战舰“武藏”号，吓得仓皇西撤。这时，从日本本土南下的小泽舰队，沿吕宋岛东岸南下莱特湾，乘机出动舰载机偷袭哈尔西舰队。蛮牛哈尔西勃然大怒，丢开西逃的栗田舰队，率部掉头北上，扑向小泽舰队。小泽见哈尔西上钩，急率日军北编队匆匆北撤，哈尔西穷追不舍。10月25日，美军舰载机在吕宋岛东北恩加诺角追上小泽舰队，狂轰滥炸，很快击沉小泽舰队的4艘航空母舰和一艘巡洋舰。