Во время последней атаки, по различным оценкам, в «Мусаси» попали до десяти торпед, из которых 2 не взорвались. Одна взорвалась напротив носовой башни, затопив 2 погреба, еще одна вызвала дополнительное затопление по левому борту. Остальные торпеды буквально вскрыли кочегарки и внешнее левое машинное отделение. Другие затопили погреба зенитного боезапаса в носовой части по правому борту. Еще 3 попадания в левый борт и 1 в правый нельзя точно подтвердить, так как в это время огромный корабль был уже обречен. К концу атаки он имел крен 10 градусов на левый борт, полубак ушел под воду, а скорость упала до 6 узлов. В 19.00 вода дошла до барбета башни «А», а крен увеличился до 15 градусов. Попытки выбросить линкор на берег одного из островов моря Сибуян провалились, и в 19.35 крен вышел из-под контроля. Линкор повалился на левый борт и затонул носом вперед. Его гибель описана так детально, чтобы показать те неимоверные усилия, которые пришлось приложить американцам для его уничтожения. Всего 24 октября соединение Куриты атаковали 259 американских самолетов. Кроме потопления «Мусаси» и повреждения тяжелого крейсера «Мьёко», они добились 2 попаданий бомбами в «Ямато», 2 — в «Нагато», 5 бомб разорвались рядом с «Харуной». Ни один из этих кораблей серьезно не пострадал, и соединение Куриты продолжало двигаться дальше.
Вернувшись, американские пилоты сильно преувеличили результаты своих атак. Когда Курита временно, на 2 часа, повернул назад, Хэлси решил, что он разгромлен и больше не представляет серьезной угрозы 7-му Флоту адмирала Кинкейда, находящемуся возле плацдармов. Теперь его внимание привлекли авианосцы Одзавы. Быстроходные линкоры и авианосцы 3-го Флота повернули на север и погнались за подсунутой им приманкой, намереваясь уничтожить Одзаву 25 октября. Японцы только этого и хотели. В 17.00 Курита снова повернул к проливу Сан-Бернардино, вот только теперь пролив был открыт.
Тем временем эскадра адмирала Нисимуры шла через море Минданао прямо к проливу Суригао. Однако американцы внимательно следили за ней, и разделаться с Нисимурой было предложено адмиралу Кинкейду. По бессмертным словам адмирала Олдендорфа, командовавшего старыми линкорами группы огневой поддержки, 7-й Флот не собирался «давать пидарасу даже тени шанса». Когда началась ночь, Кинкейд развернул свои силы. Торпедные катера и эсминцы расположились вдоль обоих берегов пролива, который превратился в естественную ловушку. Сначала предполагалось провести массированную торпедную атаку, а потом японцы уперлись бы в колонну линкоров, перегородившую узкий пролив. «Crossing Т» получалось просто идеальное, японские корабли были бы засыпаны градом бронебойных снарядов. Так и произошло, в расставленную западню поочередно угодили и Нисимура, и Сима.
25 октября в 2.00 темноту разорвали вспышки взрывов. Это торпедные катера первыми атаковали японцев, и один из них попал торпедой в «Фусо». Линкор продолжал двигаться дальше. Через 10 минут торпеда попала в «Ямасиро», однако тот, не дрогнув, выдержал удар и продолжал идти прямо в расставленную западню. Через час в бой вступили американские эсминцы. Их торпеды вспарывали черную воду пролива, направляясь к японским кораблям.
В 3.25 «Ямасиро» получил еще одно торпедное попадание, но выдержал и его. В 3.34 в «Фусо» попали одна или несколько торпед, и взорвался артиллерийский погреб. Это было уже слишком, линкор разломился пополам. Пылающие обломки какое-то время дрейфовали вниз по проливу, а потом затонули возле острова Динагат. Еще одна торпедная атака эсминцев фактически покончила с японской эскадрой. От нее остались только линкор «Ямасиро» и тяжелый крейсер «Могами», оба поврежденные, и чудом оставшийся невредимым эсминец «Сигурэ».
В 3.50 открыли огонь давно ждавшие этого момента линкоры и крейсера адмирала Олдендорфа. В течение 20 минут на 2 японских корабля с минимальной дистанции обрушилось огромное количество снарядов. Они даже не могли отвечать. «Ямасиро» был буквально разорван на куски, а «Могами» превратился в пылающий факел. Оба корабля попытались повернуть назад, но было уже слишком поздно. В 4.19 линкор перевернулся и затонул, унеся с собой на дно адмирала и большую часть экипажа.
«Могами» продержался немного дольше. Весь охваченный пламенем, он едва не столкнулся с крейсерами Симы, которые подошли к месту побоища. Крейсер пережил и это, однако наутро он все-таки затонул возле острова Минданао. Поэтому вполне понятно, что адмирал Сима не стал повторять самоубийственный бросок Нисимуры и повернул назад. Однако при этом он все-таки потерял легкий крейсер.