雷伊泰灣海戰，涉及130萬平方公里的海域，是二戰史上最為壯觀，美日雙方投入海上作戰規模最大的一次。
1943年的戰勢迫使日軍放棄其在索羅門群島的基地，1944年馬里亞納的戰敗，更激起了日本統治階層內部對東條英機獨裁的不滿，由於重臣們和木戶內大臣的倒閣活動，1944年7月18日，東條政府終於倒台。這一事件本身也預示著日本軍閥們的處境已是江河日下，但他們自恃還擁有一支龐大的陸軍和具有相當實力的海軍，根本就不打算停止戰爭，叫嚷著完成戰爭任務，戰局卻急轉直下。
戰爭使日本經濟日趨惡化，特別是石油儲備幾近枯竭。為了獲取石油和其他戰略物資，日本不得不加緊對東南亞的掠奪，掠奪來的物資都必須通過菲律賓這個交通樞紐運往日本國內，因此菲律賓一旦失守，日本的補給線就會被切斷，日本的戰爭機器就會受到致命的打擊。
美軍關於收復菲律賓的作戰計劃，早在1944年8月發動加羅林群島戰役之前就已經開始醞釀了，期間因海軍首腦一度主張繞過菲律賓，直接進攻硫磺列島而有點舉棋不定。但出於政治上的考慮，這種繞過菲律賓的論點最終遭到駁斥。在羅斯福總統親自召見尼米茲和麥克阿瑟後，確定了儘快發動菲律賓戰役。由於海軍上將哈爾西在攻打加羅林群島時，派飛機襲擊了菲律賓沿海，發現日軍防務十分空虛，因此，美軍決定把進攻菲律賓的時間提前兩個月。
鑒於這一情況，日本人精心策劃了防守菲律賓群島的作戰計劃，並定名為「捷-1」計劃。這一計劃的核心是：利用日本實力很弱的以航空母艦為主的北方分遣隊，把美國的航空母艦編隊牽制住，將美國海軍的主力從菲律賓外海調開。然後，日本中央和南方分遣艦隊乘虛而入，從蘇里高海峽和聖貝納迪諾海峽分進合擊美軍登陸地點，一舉消滅美軍登陸部隊及其掩護艦船。
在這場即將來臨的海戰中，日本海軍參戰兵力將由9艘戰列艦、4艘航空母艦、19艘巡洋艦和33艘驅逐艦組成。為了同海軍協同作戰，日本的陸軍和海空軍的600餘架飛機也參加了這次戰鬥。
與太平洋戰爭中以往幾次海戰不同的是，對日本人在菲律賓的作戰計劃，美軍事前一無所知，也就沒以前那麼幸運了。
10月20日，美軍在菲律賓中部的萊特島登陸。為了支援、掩護登陸部隊，美軍把中太平洋戰區的第三艦隊和西南太平洋戰區的第七艦隊全部集中到了菲律賓東部雷伊泰灣海域，總兵力達12艘航空母艦，艦載機多達1280餘架。美軍自恃兵力雄厚，根本沒有考慮要對參戰兵力實施集中統一的指揮，這一失誤險些葬送了這次戰役。
就在美軍於萊特島登陸的前2天，日本人截獲了一份美軍電報，而這份電報為他們提供了重要情報。於是，聯合艦隊司令官豐田下令實施「捷-1」作戰計劃，迄今為止規模最大的一次海戰就此爆發。
1944年10月22日，日軍中央分遣艦隊在海軍中將栗田的指揮下，乘著夜幕，悄悄地駛近巴拉望島。夜色中，栗田分遣隊的幾艘巡洋艦曾被在這一帶巡邏的美軍潛艇發現，但栗田僥倖擺脫了美軍潛艇的監視，並於23日溜進了錫布延海。正當栗田暗自慶幸的時候，美軍「射水魚」號和「鰷魚」號潛艇在日軍分遣艦隊附近升起了潛望鏡，觀察到了這支日本中央分遣艦隊的陣容。
「射水魚」號一面發出告急警報，一面與「鰷魚」號密切配合，對日本人的兵力和作戰意圖進行了進一步的偵察，然後在夜幕的掩護下，按照日艦的航行方向向北疾駛，把日本艦隊拋在後面。天亮時，2艘潛艇競相潛入潛望鏡深度，並提前占領了攻擊陣位。
當栗田艦隊進入魚雷攻擊扇面時，「射水魚」號首先攻擊，它用艇首發射管對準日軍左列第一艘軍艦連放數枚魚雷。這艘日艦就是栗田的旗艦「愛宕」號。這時，「鰷魚」號也把日本巡洋艦「摩耶」號送入了海底。這一突然襲擊，一度使日本艦隊陷入混亂。
直到日軍驅逐艦迫使2艘潛艇潛入深海，日本人才緩過勁兒來。栗田在「愛宕」號沉沒前被救出，轉到超級戰艦「大和」號上。但他的司令部人員傷亡很大，給以後的作戰指揮造成了無法估量的損失。
10月24日凌晨，哈爾西海軍上將的偵察機在錫布延海至聖貝納迪諾海峽的航道上，發現了栗田的分遣艦隊，並立即將這一消息報告給哈爾西。哈爾西下令所有戰機立即起飛投入戰鬥。一場你死我活的大空戰就這樣在菲律賓東部海域和錫布延海上空爆發了。
戰鬥開始不久，日軍就失去了進攻的勢頭，漸漸陷入被動，被美軍艦載機打得落花流水。70餘架日機被當場擊落，而美軍損失卻很小。不久，美軍雷達在周圍50海里的範圍內再也沒有發現敵機。於是，美軍航空母艦上的飛機降落得都很順利，地勤人員開始忙碌起來。
誰也沒想到就在這時，一架日本轟炸機突然從「普林斯頓」號航空母艦的後面竄了出來，徑直向該艦甲板衝去。隨著刺耳的呼嘯聲，一枚炸彈準確地落在甲板上。當時，甲板上有不少飛機正在加油，另一些飛機已懸掛好了彈藥，正在等待起飛。這枚炸彈的爆炸立即引起了大火，很快又引著了甲板上的一切可燃物。除了滅火隊外，全艦人員不得不棄艦逃生，最終美軍只好用魚雷把它擊沉。
在大批美機反擊之前，栗田正率領自己的艦隊毫無阻攔地向聖貝納迪諾急進。10時20分，美軍第一攻擊波飛抵栗田艦隊的上空。40餘架轟炸機、魚雷機以及殲擊機在日艦兩側迅速占領有利陣位，對日艦連續進行了5次攻擊，堅固的「武藏」號被魚雷命中19次，被炸彈命中17次，終於失去浮航能力而沉沒了。與此同時，一些重型巡洋艦也不同程度地受到損傷。於是，栗田下令艦隊掉頭向西迅速撤離戰場。日軍的「捷-1」計劃初步失敗，但這並不意味著日本人就再也沒有機會了。
就在栗田偷偷撤進錫布延海被2艘美軍潛艇攻擊、狼狽不堪時，日軍南路分遣艦隊在西村將軍的率領下，悄悄地潛入了婆羅洲和巴拉望島間的蘇祿海，企圖急速通過蘇里高海峽，沖向雷伊泰灣。10月24日夜間，西村的編隊已悄悄地駛近蘇里高海峽。這時，美國海軍上將金凱德的第七艦隊正列陣等待著西村的到來。他的6艘戰列艦在海峽的北口一字排開，33艘巡洋艦和驅逐艦在戰列艦的側翼前方占據了有利陣位，還有39艘魚雷快艇也在海峽的南口待機行事。
22時，西村已接近蘇里高海峽南口。由於美軍的對海警戒雷達比日軍先進，所以當西村編隊還在25海里以外時，就已被美軍發現。雖然開局不利，但日軍畢竟受過良好的夜戰訓練，他們用探照燈和照明彈照亮目標，並以迅猛的炮火進行阻攔射擊。炮火兇猛、準確，美軍魚雷艇突擊群連續幾次攻擊均被打退，美軍損失嚴重。西村趁勢率領自己的編隊駛進蘇里高海峽南口，他並不知道自己正慢慢地落入金凱德的「T」字陣中。
凌晨3時，美軍驅逐艦首先開火。它們迅速向敵艦逼近，搶占有利陣位施放魚雷。這時，位於驅逐艦後方的美軍戰列艦和巡洋艦也開始投入戰鬥。照明彈、曳光彈把整個戰場照得雪亮，戰鬥很快達到白熱化。
到處都是火光和硝煙，一枚魚雷擊中了西村的旗艦「山城」號戰列艦，引起彈藥庫大爆炸，不久該艦就沉入了海底。西村在臨死前用無線電向其餘尚存的日艦大吼：「我們被魚雷擊中，你們應該繼續前進，攻擊敵艦。」之後日艦「扶桑」號充當了指揮艦，但該艦艦長沒有發出任何命令，只是一味地向北推進，聽任命運擺布，直到被美軍魚雷和炮火擊中，沉入海底。至此，日軍只剩下中彈起火的「最上」號重巡洋艦和2艘驅逐艦。
儘管日軍艦隊突擊美軍登陸部隊的計劃沒有取得任何進展，但日軍贏得勝利的希望並沒有完全破滅，沒有遭到重大損失的栗田分遣隊決定再次出擊，這一點大大出乎美軍的意料。
10月25日晨6時47分，就在第七艦隊司令金凱德剛剛發出捷報不久，停泊在薩馬島海面的美軍護航航母第三支隊司令斯普拉格海軍少將突然接到一架偵察機的報告，有一支規模很大的日本艦隊—栗田的中央艦隊，穿過聖貝納迪諾海峽，正從西北方向南下，現已到達薩馬島以東海面，離斯普拉格的編隊只有20海里了。
栗田的艦隊不是已經撤退了嗎？怎麼會開到雷伊泰灣附近呢？原來，栗田在錫布延海的撤退，只是一時的權宜之計，目的是暫時躲開美機在白天的空襲。當他趁著夜色返回錫布延海時，沒有遇到任何危險。而且出乎意料的是，他發現聖貝納迪諾海峽內也沒有哈爾西的第三艦隊。他欣喜若狂，立即率領艦隊穿峽而過，向雷伊泰灣疾駛。
那麼，守衛聖貝納迪諾海峽的哈爾西到哪裡去了呢？原來，24日下午栗田的退卻使哈爾西信以為真，於是他把注意力全部集中到搜尋敵人的航空母艦上去了。大約在24日17時左右，小澤的航母在南下途中被發現。
25日9時，正當哈爾西滿懷喜悅，準備用自己戰列艦上的大炮親手幹掉小澤的航母時，他收到了金凱德的求救電報，緊接著又收到尼米茲的一封電報。哈爾西戰後談起這份電報時說：「我好像挨了一記耳光。」這封電報的全文是：「全世界都想知道第三十四特混艦隊到哪裡去了？」哈爾西克制住自己的情緒，親自率領由6艘新式戰列艦和1艘航母組成的特混大隊，急速馳援金凱德。
此時，龐大的「大和」號戰列艦的第一次齊射，就使美軍感到震驚，460毫米口徑的大炮從15海里外發射，大約1噸半重的炮彈呼嘯著落在美軍第七艦隊的護航航母周圍，激起一股股沖天的水柱。威力巨大的爆炸甚至把「白草原」號護航航母震得像在風浪中的一葉小舟，左搖右擺。在這猛烈的轟擊下，美軍仍然頑強地抗擊著敵人的進攻，7艘驅逐艦勇敢地向敵艦發動反擊，用魚雷和迅猛的炮火向敵艦射擊，艦載機也不斷掃射日艦艦橋上的人員。但是，日艦很快就找到了自己的攻擊目標，扭轉炮口猛轟美軍驅逐艦。「詹森」號在日艦的一次齊射中沉入海底，艦上只有少數人僥倖脫險。混戰中另2艘美艦也遭到相同的命運。形勢進一步惡化，日軍軍艦步步緊逼，雙方的戰艦越來越接近，美國第七艦隊面臨覆滅的危機。
就在美軍第七艦隊的護航航母艦群幾乎要被全殲的時候，發生了一件令人難以置信的事情，栗田艦隊突然掉頭北上，迅速撤離了戰場，金凱德的艦隊逃脫了一場厄運。
栗田艦隊的這一莫名其妙的舉動使美軍很驚訝，為了弄清這個問題，他們戰後曾專門提審了戰犯栗田。栗田供述，當時突然撤退最主要的原因是他當時所截獲的情報很混亂，使他判斷失誤，以為美軍援兵已經接近他撤退時的必經之路了，於是他決定放棄對雷伊泰灣的進攻。
26日凌晨，哈爾西率領艦隊趕到聖貝納迪諾海峽時，栗田已經溜走。但讓哈爾西安慰的是，他留下的兩個航母艦群在米切爾海軍中將的指揮下，按照他的意圖，狠狠打擊了小澤艦隊。美機像黃蜂一樣密密麻麻地糾纏著日艦，連續不斷地發起攻擊，日本輕型航母「瑞鳳」號很快就支撐不住，沉入海底，「千岩」號也遭重創，一動不動地漂泊在海面上。它的護衛艦在美機的打擊下，紛紛向北逃竄，任憑美軍將其母艦擊沉。「瑞鶴」號航母也在美機連續不斷的打擊下葬身海底。這是參加偷襲珍珠港的6艘航母中被美軍消滅的最後一艘。
在這次海戰中，日美雙方投入艦船共達280餘艘，可以說是歷史上規模最大的一次海戰。日軍在這次海戰中遭到慘敗，共損失航母4艘、戰列艦9艘、巡洋艦和驅逐艦20艘，而美軍只損失了1艘輕型航母、2艘護航航母和3艘驅逐艦。
這次海戰中日本海軍主力遭到毀滅性打擊，航空母艦部隊全軍覆沒。日本海軍再也不能對美軍構成任何威脅了，制海權和制空權至此完全落入美軍手中。日本的海上交通線也被徹底切斷，使東南亞各地日本守軍完全陷入進退無路的境地。