K flotile sa pripojila v júni 1944 a zúčastnila sa na bitky o Filipíny. V októbri bola súčasťou síl v bitke pri zálive Lyete, počas ktorej po prvýkrát použila svoje hlavné delostrelectvo kalibru 460 mm a to ako proti lietadlám (Japonci vyvinuli protilietadlové strely kalibru 460 mm), tak i proti lodiam protivníka. Vôbec po prvýkrát, a zároveň naposledy bolo hlavné delostrelectvo použité na boj proti plavidlám protivníka. Vystrelených bolo 104 projektilov 460 mm. Počas tohto delostrelecko leteckého súboja bola potopená jedna americká eskortná lietadlová loď a jeden torpédoborec. Počas útoku lietadiel zasiahli Jamato dve bomby a spôsobili menšie škody. Naproti tomu jej sesterská loď Musaši bola ťažiskom leteckého útoku z lietadlových lodí, a bola potopená. Jamato následne ""degradoval"" na sprievodné plavidlo, keď sprevádzal lode na Samar (Filipíny), ktoré vyvrcholilo torpédovaním americkým torpédoborcom USS Heermann. V novembri 1944 sa vrátil na prezbrojenie do Japonska, kde mu boli pridané počas zimy 1944 – 45 ďalšie protilietadlové zbrane. 19. marca 1945 bol Jamato napadnutý vo Vnútornom mori lietadlami skupiny lietadlových lodí Task Force 58 pri Kure, ktoré mu spôsobili menšie škody.