日军的作战行动刚开始就受到挫折。10月23日拂晓,栗田率领的主力舰队在驶抵锡布延海之前,竟意外地遭到美两艘潜艇的攻击。两艘重巡洋舰被击沉,一艘重巡洋舰严重受损,只好在两艘驱逐舰的护航下返回文莱。被击沉的两艘重巡洋舰中,有一艘竟是栗田将军的旗舰。出师不利,预示着日军此役必遭厄运。
10月24日上午,美军侦察机在锡布延海上空发现了正在海上航行的栗田舰队。美舰载机旋即对之进行了5批轰炸。
下午3时许,栗田舰队的战列舰均中弹负伤。一艘重巡洋舰丧失作战能力,一艘超级战列舰被击沉。遭此打击,栗田舰队只有改变航向,向后撤退。
日军栗田舰队从锡布延海上撤走后,中部战线暂时平静下来,而南方战线又爆发了苏里高海战。苏里高海峡是连接莱特湾和保和海的通道,长30海里,宽10海里。海峡内水流湍急,漩涡翻滚,两岸险峰陡峭,危壁兀立。美军在此埋伏了重兵。6艘战列舰、33艘巡洋舰和驱逐舰、39条鱼雷快艇正严阵以待。10月25日凌晨2时,日军主力舰队所属的西村舰队盲目大胆地驶入苏里高海峡,残酷的夜战瞬间爆发。美军的30余艘鱼雷快艇对日舰队两边夹击,日驱逐舰2沉1伤。西村毫不畏惧,率领剩余舰只顽强北进。凌晨3时38分,西村的旗舰被鱼雷击中,西村及旗舰上的全体官兵沉没于漆黑的苏里高海峡。
日舰群龙无首,乱作一团。慌乱中,日舰又被美军击沉一艘。西村舰队仅剩下受重创的一艘战列舰及两艘驱逐舰得以乘乱逃跑。
在西村舰队后面跟进的志摩舰队,于西村死后1小时进入苏里高海峡。将近凌晨5时,志摩发现了美舰队以及受伤逃跑的日舰。美舰首先下手,日一巡洋舰受伤。志摩一见形势不妙,急命各舰转舵,一边发射鱼雷,一边仓皇撤离。志摩旗舰慌不择路,与一受伤日舰相撞受损。经此一战,日军从南部偷袭莱特湾的计划宣告破产。苏里高海战中,西村舰队沉2艘战列舰、1艘巡洋舰和3艘驱逐舰,志摩舰队伤2艘巡洋舰,日军死亡5000余人,美军仅沉1艘快艇,伤几艘驱逐舰,阵亡41人。
与南部编队日军的惨败相反,小泽将军指挥的北部编队却按照预先的计划,于24日下午5时左右,吸引了美主力舰队上钩,从而解除了中部栗田舰队面临的被围歼的危险。小泽舰队共有大型航空母舰1艘,轻型航空母舰3艘,航空战列舰2艘及其他舰只20余艘。
美军以为此是日本主力舰队,实际上,经过马里亚纳海战,日航空母舰上的舰载机已损失殆尽,几乎失去了作战能力,所以只能充当“诱饵”了。10月25日上午,小泽舰队已将美主力舰队吸引到距莱特湾数百海里之外。美舰载机对小泽舰队狂轰滥炸,击沉1艘驱逐舰,轰炸了两艘轻型航空母舰,并对一艘大型航母发射了鱼雷。致使一艘轻型航母沉没。下午,美机发动了更为猛烈的轰炸,那些因受伤而行动迟缓、又缺乏防护能力的航空母舰,完全成了漂浮于海面上的“靶子”。日本北部编队中的所有航母,顷刻间全部被美机击沉。但小泽将军仍出色地完成了诱敌任务,不仅使栗田舰队免遭全军覆灭的下场,而且也使自己率领的“自杀部队”中的大部分舰只免遭厄运,取得了出乎意料的成功。
正是在小泽舰队的策应下,栗田舰队死里逃生。惊魂初定,栗田决定按照原计划,率领舰队乘着夜色重返锡布延海。
在圣贝纳迪诺海峡,他没有碰上任何美军舰队。栗田欣喜若狂,立即率舰队穿峡而过,直扑莱特湾。然而,由于小泽与栗田之间的无线电通信联系中断,栗田顾忌到美主力舰队就在附近,不敢贸然对莱特湾发动攻击。尽管莱特湾内的美军登陆部队已处于日舰炮有效射程之内,但是,栗田舰队并未实施突击,以致坐失良机。10月25日拂晓,栗田舰队在太平洋上与美军一航母编队遭遇,栗田及其参谋们误以为这就是美主力舰队,于是展开了世界海战史上罕见的海上追击战。在这场追击战中,美一艘航空母舰、3艘驱逐舰被击沉,另外2艘驱逐舰受伤。日军4艘重巡洋舰被击沉。由于在追击战中,栗田舰队已相当分散,难以形成整体作战力量。于是栗田电令所属舰只撤出战斗,未能对仅在数十海里外的莱特湾发起攻击,又一次错过了歼敌的绝好机会。