21日，正在南下的誌摩艦隊接到“從蘇裏高海峽向萊特灣衝進”的命令。這樣，西村和誌摩兩個艦隊決定同時從蘇裏高海峽衝進萊特灣。
1944年10月22日8時，栗田艦隊由文萊灣出發，經巴拉望西方海麵北上。西村艦隊則於22日下午15時駛離婆羅乃港。誌摩艦隊駛向台灣海峽。小澤艦隊也在台灣東方偏北的海麵出現。各艦隊都在按預定的計劃開始行動。
10月22日夜，美軍“飛魚號”偵察潛艇發現了栗田艦隊，並且馬上向哈爾西作了報告。根據哈爾西的指示，“飛魚號”呼喚同伴“絛魚號”，一同尾隨栗日艦隊，並伺機攻擊。
23日黎明，栗田在旗艦“愛岩號”重巡洋艦上下達“躲避潛艇曲折航行”的命令。但是，大禍仍然很快就臨頭了。正在艦橋上指揮的栗田感到一陣強大的震撼，“愛岩號”中彈了。
與此同時，鄰艦“摩耶號”重巡洋艦也尾部起火。兩艘戰艦頓時被濃煙和火焰所籠罩，不到幾分鍾就沉入了海底。幾艘驅逐艦迅速駛來營救，栗田和他的參謀們不得不在洶湧的海水中泅到救援艦上。
禍不單行。18分鍾後，重巡洋艦“高雄號”也被兩枚魚雷擊中，失去機動能力。栗田不得不派兩艘驅逐艦護送“高雄號”撤離戰區。
惱怒的日軍開始攻擊美軍潛艇，驅逐艦發射的深水炸彈在遼闊的海麵上激起一層層巨大的水柱。美軍“飛魚號”潛艇在躲避中不小心觸礁沉沒。
離萊特灣還有近兩天的航程，日軍不敢戀戰，隻好鳴鑼收兵，調整隊形繼續前進。
栗田艦隊在對潛艇防禦的恐懼中迎來了日出。
天亮後，栗田下令將指揮部移至“大和號”。坐在這艘當時世界上最大的戰列艦上，栗田的心裏才似乎有了一點安全感。白天總算平靜地過去了。夕陽西沉，夜幕又開始降臨，栗田默默地禱告，並命令艦隊全速航行。
哈爾西從美軍“飛魚號”22日夜發回的電報中得知，不久將有一支大的日軍艦艇編隊從北麵向美軍萊特島登陸部隊發動攻擊。
他仔細地琢磨著“飛魚號”發回的電報：“發現艦艇多艘，其中3艘屬戰列艦。”那麼日軍的航母在哪裏？這是哈爾西此時最為關心的核心問題。
23日晨，哈爾西將他的第38特混艦隊展開在聖貝納迪諾海峽東部，並命令各大隊開始搜索日軍艦隊。
上午9時左右，駛入錫布延海的栗田艦隊被美偵察機發現。此時，哈爾西的第三艦隊正在菲律賓以東海麵待命，自北向南分別是薛爾曼少將的第三特混大隊，博根少將的第二特混大隊，戴維森少將的第四特混大隊。萊特灣海域則是金凱德海軍中將的第七艦隊。
10時38分，美軍第一攻擊波12架“無畏”式俯衝轟炸機和18架“掠奪者”式魚雷攻擊機，在36架格魯曼—6“惡婦”式戰鬥機的掩護下，向栗田艦隊襲來。
當美機飛臨栗田艦隊上空時，栗田幾乎沒有一架飛機在空中阻攔，隻好靠艦上強大的防空火力來應付了。海空激戰剛一開始，就有8架美機被擊毀，但美機仍頑強進攻，重點指向“武藏號”戰列艦。
“武藏號”是與“大和號”同型的巨型戰列艦，麵對猛撲而來的美機，“武藏號”上的152門大小火炮一起開火，在巨艦上空織成了一張密集的彈網。但是，仍不能有效阻擋美魚雷機的攻擊。不一會兒，就有3枚魚雷和3枚炸彈擊中了“武藏號”右舷。
12時整，36架 “掠奪者”式魚雷攻擊機和24架 “複仇者”式魚雷攻擊機，在18架“惡婦”式戰鬥機的掩護下，對栗田艦隊進行了第二次空襲。在紛紛墜落的炸彈中，又有3枚重磅炸彈和兩枚魚雷擊中了“武藏號”，其中兩枚穿透了兩層甲板後爆炸，造成巨大破壞。
12時22分，第三攻擊波的42架飛機又蜂擁而至。“武藏號”戰列艦再遭劫難，又有3條新式魚雷擊中“武藏號”右舷，劇烈的爆炸幾乎把右舷的外裝甲全部撕裂。此後，4枚重磅炸彈又命中同一部位，使海水大量湧入，艦首開始下沉。
14時22分，60架美機又發起了第四次攻擊，僅“武藏號”就遭到近40架 “無畏”式俯衝轟炸機和 “掠奪者”式魚雷攻擊機的攻擊。被8枚炸彈命中後，這艘巨艦的上層建築全部被破壞，艦首繼續下沉。
15時左右，近100架美機又前來光臨栗田艦隊。美“企業號”航空母艦上的飛行大隊長史密斯海軍中校，帶著12架 “無畏”式俯衝轟炸機直撲“武藏號”。接著10架 “掠奪者”式魚雷攻擊機又呼嘯而來，頃刻間就有12枚重磅炸彈和11條MK-13型魚雷命中“武藏號”。“武藏號”一下子就消失在魚雷和炸彈爆炸所激起的衝天水柱和團團濃煙之中。