"O'Bannon" sửa chữa những hư hại trong chiến đấu tại Tulagi trước khi lên đường quay trở về vùng bờ Tây để đại tu. Đến ngày 18 tháng 3 năm 1944, nó quay trở lại khu vực Solomon sẵn sàng tham gia một loạt các cuộc đổ bộ tiếp theo dọc theo bờ biển phía Bắc của New Guinea. Con tàu hoạt động bắn phá và hộ tống liên tục cho đến ngày 18 tháng 10, khi nó rời Hollandia để hộ tống đoàn tàu vận tải chuyên chở lực lượng tăng viện cho cuộc đổ bộ lên Leyte thuộc quần đảo Philippine. Đoàn tàu đến nơi an toàn vào ngày 24 tháng 10, một ngày trước khi diễn ra trận Hải chiến vịnh Leyte; và chiếc tàu khu trục đã bảo vệ khu vực Vận chuyển phía Bắc cũng như tuần tra các lối ra vào vịnh Leyte, chịu đựng những cuộc không kích của đối phương suốt trận đánh. Nó đã góp công vào trận chiến hầu như vô hiệu hóa Hải quân Đế quốc Nhật Bản.