1944年10月的萊特灣海戰中，日本企圖用已經沒有多少艦載機可用，基本成為空殼的日軍航母機動部隊充當誘餌吸引美國海軍主力。
而日軍主力戰列艦艦隊則從文萊港出發，通過巴拉望水道——民都洛島——錫布延海——聖貝納迪諾海峽，最後抵達美軍在菲律賓的登陸場萊特灣，和經過蘇祿海—蘇里高海峽趕來的西村祥治的艦隊兵合一處，用艦炮擊潰美軍登陸部隊。這也就是日軍萊特灣的整體計劃。雖然日軍航母機動部隊已經在3年的鏖戰中損失殆盡，但是日軍的戰列艦艦隊卻依舊保有相當的實力。作為主力的慄田艦隊兵力包括當時世界最強大的“大和”級戰列艦“大和”號和“武藏”號，另有“Big7”之一的“長門”號戰列艦，兩艘“金剛”級戰列艦“金剛”號和“榛名”號，四艘“愛宕”級重巡洋艦等，攻擊戰列艦五艘，重巡洋艦10艘，輕巡洋艦5艘，驅逐艦15艘的龐大陣容。如果放在1941年，這麼一支艦隊會令美軍大為頭痛。
但是在1944年這個航空母艦與艦載航空兵已經統治海洋的時代，這支大艦巨炮艦隊等來的不是光榮的對決，而是航母艦載機的無情打擊：他們甚至都沒有機會看到敵艦的影子。1944年10月22日，慄田艦隊駛離文萊港，一路上都進行着小心的警戒，行至巴拉望水道，這裏海況複雜，暗礁密佈，非常適合潛艇伏擊。果不其然，在23日，美軍潛艇海鯽號和鰷魚號對日軍艦隊發難，直接擊沉日軍“愛宕”號和“摩耶”號兩艘重巡洋艦，“高雄”號被打成重傷，只得返回文萊。其中“愛宕”號還是慄田艦隊的旗艦，慄田不得不跳海逃生，後來被友軍撈起，把指揮機構轉移到了“大和”號上。
通過這兩艘潛艇，美軍也發現了日軍的主力艦隊，隨即在24日，美軍第38特混艦隊的第2.3.4特混大隊的5艘大型航母和6艘“獨立”級輕型航母對慄田艦隊進行了大規模的空襲。慄田雖然擺出防空輪型陣進行抵抗，但是這個時候美軍不管是艦載機質量還是飛行員素質都已達到巔峯，而日軍軍艦自己的防空系統並不算好。在蜂擁而至的美軍艦載機攻擊下心有餘而力不足。
美軍很快就注意到了日軍艦隊中的兩艘巨大的“大和”級戰列艦，並把目標集中於這兩艘鉅艦上。美軍對着“大和”和“武藏”號投擲炸彈和魚雷。其中處於防空陣中心的“大和”號並受損，而“武藏”號則成為了美軍的集火目標。武藏雖然用自身高炮和主炮發射的對空特殊彈藥“三式彈”進行還擊，但是根本無法阻止美軍的空襲。在美軍第二波空襲中就支持不住，捱了兩發炸彈，五發近失彈，左舷三條魚雷。“武藏”開始進水，家長艦艏被炸，導致航速下降，開始掉隊。在第四波空襲後，面對航速已經下降到無法跟上大艦隊的“武藏”，慄田只能下令讓其在一艘驅逐艦的陪同下返航，但是誰都知道這其實就是丟下它讓其自生自滅。
錫布延海海戰的高潮無疑就是美軍艦載機擊沉“武藏”號，美軍發現“武藏”號離隊之後根本沒打算放過它，而失去了艦隊掩護的，形單影隻的“武藏”號面對美軍的空襲，只能是聽天由命。在當天第五波也是最後一波的空襲中，“武藏”號被命中10多枚炸彈和10多條魚雷。徹底失去動力並開始下沉，最後於傍晚側翻，沉入海底。
是役，美軍以極小代價擊沉了日軍兩艘重巡洋艦，一艘戰列艦，另外重創一艘戰列艦。極大地削弱了日軍艦隊的實力，頗為諷刺的是，日軍在戰前一直想着對美國人進行“九段漸減邀擊”戰術，結果這套戰術最後卻是美軍成功運用到了日軍頭上。甚至一度逼着慄田艦隊掉頭撤走。
而這一戰的最大意義是徹底宣告了戰列艦時代的結束：世界上最大最強的戰列艦，在航母艦載機的空襲下，縱然攻高防厚，最後也在一波波空襲下被擊沉。而空襲一方甚至沒有損失幾架飛機。之後，就再也沒有人懷疑航空母艦對海洋統治的霸權了。