被美国潜艇海鲫号和鲦鱼号发现。
虽然大和号上的电报员发现了两艘潜艇报告他们发现这支舰队的电讯，日本舰队没有采取反潜行动。
06:43，海鲫号（ss-247）首先发动攻击，在1000米距离上对准重巡爱宕和高雄各射出6枚**，爱宕号中4雷，舰身右倾严重，20分钟后沉没，高雄号中2雷重伤，06:56摩耶号重巡洋舰则被鲦鱼号命中4雷沉没。
高雄号重巡洋舰被**击中在两艘驱逐舰的保护下返回文莱。
美国潜艇尾随着它，10月24日由于海鲫号搁浅被迫被放弃。
栗田将他的旗舰移到大和号上。
10月24日约08:00美国无畏号航空母舰上的飞机发现这支舰队进入狭窄的锡布延海。
哈尔西命令集结第三舰队的三支航空母舰分舰队集中攻击栗田的舰队。
从无畏号和卡伯特号航空母舰和其它航空母舰上起飞的共260架飞机约于10:27开始不断攻击这支舰队。
醒目的大和号和武藏号成为美军主要攻击的目标。
妙高号重巡洋舰首先中弹，舰尾被命中1雷，负重伤返航。
武藏号、大和号和长门号相继中弹。
15:00栗田下令武藏号退出战斗。
武藏号在六波攻击中共命中**19枚，**17枚（另有近失弹18枚）后沉没，大和号舰首进水3000吨，不得不向舰尾紧急注水2000吨以维持战舰平衡，长门号航速下降至24节，4门副炮无法使用，金刚、榛名轻伤，轻巡矢矧中弹，驱逐舰滨风、清霜受伤返航。
在美军第二次空袭中，大和号主炮齐射前的警报声被防空炮的声音盖住了，导致主炮齐射产生的冲击波使50余名防空炮手阵亡。
由于己方缺乏航空掩护，15:30栗田下令他的舰队转头开出美国航空母舰的攻击范围。
他等到17:15，然后再次转头开向圣贝纳迪诺海峡。
他的舰队并无配备航空母舰。
普林斯顿号被一枚250公斤级穿甲**击中起火。
15:30其后弹药库爆炸，当场有229人阵亡，236人受伤，其它附近船只也被损坏，伯明翰号巡洋舰受爆炸影响最大，400余人负伤，舰长下令弃舰。
17:50普林斯顿号沉没。
该分舰队负责向北边警戒任务，导致无暇派飞机搜索北方水域，16:35小泽的诱饵舰队才被美军飞机发现。
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