03，美军战列舰、巡洋舰编队采用海军炮战经典战法，排成两列t字横队，用全正面交叉火力在雷达引导下共发射大口径主炮炮弹245发，巡洋舰发射炮弹4000多发，第56驱逐舰中队也对其进行攻击，共命中2枚，顷刻间，山城号剧烈燃烧并发生爆炸，舰桥崩塌，并于04沉没，西村中将以下除10人被美军救起外，其他均随舰葬身鱼腹。最上号也中弹多处，其中防空指挥所被直接命中，舰长，副长，航海长等几乎所有的高级军官全部被炸死，只好由炮术长荒井大尉代理指挥。时雨号驱逐舰也有5处受创。

04志摩的那智号和足柄号重巡洋舰以及八艘驱逐舰到达战场。志摩以为他看到的那两段残片是西村的两艘战列舰的剩余，还看到了空中曳光弹的痕迹，他认识到通过海峡是毫无希望的因此下令转身撤退。在混乱中他的旗舰那智号与焚烧的最上号相撞，丧失机动能力而落后的最上号第二天被飞机击沉。志摩舰队在撤退过程中，受到美军舰载机的追击，轻巡阿武隈号和驱逐舰不知火号相继沉没。

苏里高海战是人类历史上最后一次发生在战列舰之间的海战，是海战史上组织最成功的战例之一。美军以1艘艇为代价，获得了击沉2艘战列舰，1艘重巡洋舰，3艘驱逐舰，伤1艘重巡洋舰1艘驱逐舰的骄人战绩。

小泽治三郎中将的舰队由四艘航空母舰号、瑞凤号、千岁号、千代田号、由第一次世界大战时建造的战列舰改装成的两艘航空战舰号、日向号、三艘巡洋舰、多摩、五十铃和八艘驱逐舰组成。瑞鹤号是最后一艘参加过珍珠港事件幸存至此的航空母舰。日向号和伊势号的后部炮塔被改成机库、跑道和起飞机构。但这两条船都没有带飞机。

小泽一共只有108架飞机。一直到10月24日下午16小泽的舰队才被发现。此时美军正在对付栗田的舰队和吕宋岛来的空袭。10月24日晚小泽获得了一份美国电报说栗田撤退了，但20丰田下令所有舰队继续进攻。哈尔西看到他有机会消灭所有日本在太平洋上的航空母舰，这样美国可以无忧虑地进攻日本本土。他相信栗田已经在锡布延海战中被击退，因此他于子夜后带领所有的三队航空母舰和威利斯·李上将的战列舰开始追击小泽。虽然美国侦察机发现了栗田开向圣贝纳迪诺海峡，但哈尔西认为金凯德的第七舰队足以对付它，未加理会。美国舰队的数量比日本舰队多得多。哈尔西拥有9艘正规航空母舰、八艘轻航空母舰、六艘战列舰、17艘巡洋舰、64艘驱逐舰和1000多架飞机，但他将登陆点让给了几艘护卫航空母舰和驱逐舰。

哈尔西被小泽的诱饵给引诱出来了。10月25日早，小泽下令75架飞机起飞攻击美军，但这些飞机没有造成多少损失，大多数飞机被美国战斗机击落，少数飞往吕宋岛。