В это время отряд вице-адмирала Нисимура находился в море Сулу, примерно в 200 милях к югу от центрального соединения, и также был в зоне радиуса действий авиации 3-го флота. В 60 милях южнее этого отряда шел отряд вице-адмирала Сима.
Расстановка сил союзников
На первых этапах десантной операции в заливе Лейте силы союзников, почти целиком американские, находились в море, в районе высадки десанта, и были расположены в несколько линий.
В заливе Лейте находился усиленный 7-й флот под командованием вице-адмирала Кинкейда, находившегося на флагманском десантном судне "Уосэтч". На крейсере "Нэшвилл" находился генерал Макартур. В заливе Лейте располагались два отряда десантных транспортов, грузовые и десантные суда, а также группа кораблей артиллерийской поддержки под командованием контр-адмирала Олдендорфа, в которую входили шесть старых линейных кораблей, крейсера и эсминцы. К востоку, сразу же по выходе из залива Лейте, располагались входившие в состав 7-го флота три группы эскортных авианосцев в охранении эскадренных и эскортных миноносцев под командованием контр-адмирала Спрэгью. Всего первоначально в указанных группах насчитывалось 18 эскортных авианосцев. Авиация с авианосцев обеспечивала ПВО десантных сил и поддержку десанта на берегу, а также выполняла задачи ПЛО.
К востоку от острова Лусон находились корабли 3-го флота адмирала Хэлси. Часть кораблей из состава 3-го флота была временно переброшена в 7-й флот, Теперь вместо 3-го флота было 38-е оперативное соединение, состоявшее из четырех неоднородных по своему составу оперативных групп под командованием вице-адмирала Маккейна и контр-адмиралов Богана, Шермана и Дэвисона. Каждая оперативная группа имела в среднем 23 корабля, в том числе 2 тяжелых авианосца, 2 легких авианосца, 2 новых линейных корабля, 3 крейсера и 14 эсминцев. Хэлси, находившийся на линейном корабле "Нью-Джерси", был в группе контр-адмирала Богана; в группе контр-адмирала Шермана на авианосце "Лексингтон" находился вице-адмирал Митчер. Адмирал Хэлси осуществлял общее тактическое командование 38-м оперативным соединением.
После высадки десанта на остров Лейте, которая прошла без помех со стороны японского флота, адмирал Хэлси решил воспользоваться случаем и предоставить кораблям 3-го флота возможность пополнить запасы топлива и боеприпасов и дать личному составу небольшой отдых. Оперативные группы должны были сделать это по очереди, и с этой целью группа Маккейна первой направилась в район острова Юлити. В это время адмирал Хэлси получил донесение подводной лодки "Дартер" о подходе с запада японского соединения вице-адмирала Курита. Очевидно, японский флот все же решил нанести удар. Оперативная группа Маккейна продолжала идти на юго-восток. Остальным трем группам Хэлси приказал следовать к месту встречи с танкерами, принять топливо и направиться ближе к Филиппинам. К рассвету 24 октября оперативные группы вышли к Филиппинам: группа Шермана - в район острова Лусон, группа Богана - в район пролива Сан-Бернардино и группа Дэвисона - в район залива Лейте. Расстояние между группами Дэвисона и Шермана составляло более 160 миль. К 06.30 поисковые группы самолетов со всех трех оперативных групп кораблей производили поиск противника в направлениях на запад, северо-запад и юго-запад.
Бой в море Сибуян
Вскоре после 09.00 24 октября поисковая группа самолетов из оперативной группы Дэвисона обнаружила в морс Сулу отряд Нисимура - авангард южного соединения - и атаковала его, нанеся значительные повреждения старому линейному кораблю "Фусо" и эсминцу. Несколько позже в тот же день бомбардировщик 5-й воздушной армии обнаружил в море Сулу второй отряд южного соединения Сима. Кинкейд правильно решил, что оба отряда японских кораблей представляют собой части одного соединения, следующего через пролив Суригао в залив Лейте, и принял меры к усилению обороны подходов к заливу Лейте со стороны пролива Суригао.
В 08.10 адмирал Хэлси получил донесение от самолета поисковой группы Богана о движении центрального соединения Курита, находившегося у входа в море Сибуян. Хэлси приказал группам Дэвисона и Шермана полным ходом идти на соединение с находившейся в центре группой Богана и сосредоточить всю ударную мощь авианосной авиации по кораблям центрального соединения Курита. Одновременно Маккейн получил приказ изменить курс, принять в море топливо и ждать дальнейших распоряжений.
В течение 24 октября авианосная авиация оперативных групп 3-го флота нанесла пять ударов по кораблям соединения Курита, шедшего без авиационного прикрытия, К середине полудня четыре линейных корабля получили попадания, тяжелый крейсер "Миоко" был выведен из строя и отходил на запад, а огромный линейный корабль "Мусаси", получивший попадания торпед и бомб, остался далеко позади соединения. Последняя атака самолетов была сконцентрирована на "Мусаси", в результате которой он, получив попадания 19 торпед и 17 бомб, перевернулся и затонул.