Курита повернул свое соединение обратно на восток, чтобы форсировать пролив вскоре после захода солнца. Это решение было принято им на основании категорического приказа адмирала Тойода. Курита полагал, что, выйдя в Тихий океан, его соединение попадет под удар американских сил, однако этого не произошло. Между его кораблями и американскими транспортами с десантом, находившимися в заливе Лейте, располагались лишь небольшие группы эскортных авианосцев 7-го флота, маневрировавших к востоку от залива Лейте. 3-й флот не знал о выходе в Тихий океан центрального соединения японского флота по той причине, что производившие ночную разведку самолеты с авианосца "Индепенденс" были отозваны для обеспечения 38-го оперативного соединения, то есть для разведки северного соединения японского флота. Замысел адмирала Тойода, предусматривающий использование северного соединения в качестве приманки, удался, но Курита не знал об этом ни в тот момент, ни позже. Переданное по радио сообщение Одзава о том, что его преследует 3-й флот адмирала Хэлси, не было получено командирами других соединений оперативного флота.
Бой в заливе Суригао
С 20 октября в дозоре при выходе из пролива Суригао в залив Лейте находилось семь американских эсминцев. Позже к ним были добавлены торпедные катера, которые патрулировали собственно пролив и южный выход из него. В общей сложности 24 октября в районе пролива было сосредоточено 39 торпедных катеров. В полдень 24 октября Кинкейд приказал привести 7-й флот в боевую готовность на случай ночной атаки японских надводных сил. Три часа спустя он приказал контр-адмиралу Олдендорфу расположить артиллерийские корабли так, чтобы блокировать северный выход из пролива. Будучи уверен, что 3-й флот адмирала Хэлси прикрывает его силы с севера, Кинкейд решил выполнить указанную задачу всем составом артиллерийских кораблей 7-го флота (6 старых линейных кораблей, 4 тяжелых и 4 легких крейсера и 21 эсминец).
Имея подавляющее превосходство в силах, Олдендорф намеревался не только отразить атаку противника, но и уничтожить его. Линейные корабли заняли позиции у северного выхода из пролива Суригао. Позиция, занятая линейными кораблями, позволяла им свободно маневрировать, в то время как противник, следуя вдоль пролива, такой возможности не имел. Кроме того, выбранная для линейных кораблей позиция позволяла в случае необходимости перебросить их для прикрытия входа в залив Лейте с востока. На флангах линии линейных кораблей Олдендорф расположил крейсера и несколько выдвинутые вперед эсминцы, задача которых состояла в том, чтобы нанести по противнику торпедные удары. Таким образом, любые силы противника, идущие с юга через пролив Суригао, неминуемо должны были подвергнуться сначала торпедным атакам торпедных катеров и эсминцев, а затем попасть под удар артиллерии линейных кораблей и крейсеров.
Соединения Нисимура и Сима находились в море Минданао на расстоянии 40 миль друг от друга и следовали в приготовленную для них западню. Названные японские соединения имели приказ о взаимодействии, но их командующие не поддерживали между собой прямой связи. Сима, не зная, что его соединение обнаружено американским армейским бомбардировщиком, надеялся, что, соблюдая радиомолчание, он сможет нанести удар по американским силам в заливе Лейте внезапно. Решение не поддерживать радиосвязи с Нисимура Сима принял еще и потому, что был старше Нисимура, и если бы он информировал последнего о своем присутствии, то в силу железных японских законов о старшинстве ему пришлось бы принять на себя тактическое командование обоими соединениями, чего Сима не хотел, так как не знал всех деталей проводимой операции против американских сил в заливе Лейте. Что же касается Нисимура, то он, имея собственное мнение о способе выполнения задачи, был доволен представившейся ему возможностью действовать самостоятельно,
В конце дня Нисимура получил сообщение о том, что в результате воздушных налетов американской авиации центральное соединение задержано в море Сибуян и потому прибыть в залив Лейте в назначенное время не сможет. Очевидно, для того чтобы войти в залив Лейте под прикрытием темноты, Нисимура перенес время прибытия своих кораблей несколько вперед. В период с 23.00 24 октября до 02.00 25 октября отряд Нисимура вел бой с американскими торпедными катерами, которые, не имея боевого опыта, не смогли добиться попаданий в корабли противника, но зато оказали неоценимую услугу Олдендорфу, сообщив ему о движении кораблей Нисимура в проливе.
В 02.30 торпедной атакой эсминцев началась главная фаза боя в проливе Суригао. Дав сигнал торпедным катерам держаться в стороне, два дивизиона эсминцев на параллельных курсах полным ходом пошли в атаку. Выпустив 47 торпед по кораблям противника, эсминцы, прикрываясь дымовой завесой, без повреждений вышли из-под сильного артиллерийского огня японских кораблей. В результате этой атаки оба линейных корабля японского соединения получили попадания торпедами, один эсминец был потоплен, а два других - выведены из строя. Линейный корабль "Фусо" вышел из кильватерной колонны и вскоре взорвался и затонул. Линейный корабль "Ямасиро", на котором находился вице-адмирал Нисимура, имея одно попадание торпеды, продолжал движение в северном направлении в сопровождении тяжелого крейсера "Могами" и эсминца "Сигурэ".
Вслед за атакой эсминцев первой линии в торпедную атаку одна за другой пошли группы эсминцев, располагавшиеся на флангах артиллерийских кораблей Олдендорфа. В результате линейный корабль "Ямасиро" получил еще три попадания торпед, а ранее поврежденный эсминец был потоплен.
В 03.51 оставшиеся корабли соединения Нисимура подошли к линии расположения главных сил 7-го флота на дистанцию 13 миль. Американские крейсера, а минутой позже и линейные корабли открыли по противнику артиллерийский огонь. Под градом снарядов "Ямасиро" начал тонуть, на крейсере "Могами" вспыхнул пожар, и он почти потерял ход, а эсминец "Сигурэ", поврежденный неразорвавшимся снарядом, вышел из строя. В 04.09 Олдендорф, получив донесение о том, что его левофланговая группа эсминцев попала под обстрел своих кораблей, приказал прекратить огонь. Эсминец "Эльберт У. Грэнт", получив 19 попаданий снарядов, вышел из строя. Это был единственный поврежденный в ходе боя американский корабль.
В это время соединение Сима с боем прошло заслон из торпедных катеров. Легкий крейсер "Абукума" получил попадание торпеды и вынужден был снизить ход до 10 узлов. В 04.10 соединение Сима, следуя прежним курсом, прошло мимо горевших частей подорванного линейного корабля "Фусо", которые он принял за два линейных корабля - "Фусо" и "Ямасиро". Десятью минутами позже он увидел впереди по левому борту горевший и, по-видимому, не имевший хода крейсер "Могами". В этот момент японские корабли установили радиолокационный контакт с кораблями противника впереди по курсу. Приказав эсминцам атаковать их, Сима повернул крейсера вправо на 90°, чтобы использовать их торпедное оружие. Следуя новым курсом, флагманский корабль соединения Сима - тяжелый крейсер "Начи" - столкнулся с крейсером "Могами", который шел на юг со скоростью 8 узлов. Сима приказал своим кораблям лечь на обратный курс. К ним присоединились поврежденный эсминец "Сигурэ" и горевший крейсер "Могами".
