美軍占領萊特島後，山下奉文將駐呂宋島日軍28.7萬人編成3個集團，分別駐守北部和中南部山區，企圖以持久防禦牽製和消耗美軍。美軍為取得進攻呂宋島的前進基地，於12月15日占領民都洛島。1945年1月9日，美第6集團軍約20萬人在美國第7艦隊艦炮的強大火力和美國第7、第3艦隊航空兵突擊的掩護下，從呂宋島西岸的林加延灣登陸，爾後一路（第1軍為主）向北呂宋進攻，另一路（第14軍為主）向馬尼拉方向推進。第一天有6800人（美第1、第14軍的基本兵力）在呂宋島上陸，並且奪取了正麵32公裏、縱深7.5公裏的登陸場。為加快進攻速度，美軍在向林加延灣增兵的同時，以第8集團軍部分兵力分別在蘇比克灣西北的聖安東尼奧和馬尼拉灣以南的納蘇格布登陸。各部隊同時向馬尼拉進逼，美軍經過一係列戰鬥於3月3日攻占馬尼拉。2月，美軍還開始了解放菲律賓南部（棉蘭老島、巴拉望島及其他島嶼）的戰鬥行動，美第8集團軍（司令艾切利貝爾蓋爾上將）參加了此次行動。嗣後，美軍在呂宋島和其他島嶼上進行了消滅島上南北兩部日軍個別孤立集團的戰鬥行動。菲律賓的戰鬥行動於7月初正式結束，但是，在呂宋島及其他島嶼上同繼續抵抗的小股日軍的戰鬥一直持續至第二次世界大戰結束。菲律賓人民抗日遊擊軍人民抗日軍曾給予盟軍巨大援助。
此戰，是日本陸海軍在第二次世界大戰中實施的攻占眾多群島的第一次大規模合同戰役。它證明奪取製空權和製海權對於登陸兵上陸的成功具有決定性意義。登陸兵先遣支隊迅速奪取敵基地和機場以及日本航空兵轉場至這些基地和機場，對保障主力順利上陸和繼續作戰起了促進作用。作戰中，日軍死傷約1.4萬人，損失飛機80餘架、艦船4艘；擊毀美菲軍飛機250餘架、各型作戰艦艇8艘、商船26艘（美軍資料為驅逐艦1艘、潛艇2艘、其他艦船2艘）。美菲聯軍士兵死亡2500人，負傷5000人，110000人被俘虜（其中包括美軍中將溫賴特）。菲律賓的喪失使美軍在太平洋的戰略態勢急劇惡化。
在此戰役中美國所有高層指揮全部被俘。