レイテ沖海戦直後、第二水雷戦隊はレイテ島地上戦にともなう多号作戦（マニラ～レイテ増援輸送作戦）に参加した。11月11日、浜波は第三次多号作戦（部隊指揮官早川幹夫少将、旗艦「島風」）に従事中、オルモック湾で米軍機動部隊艦載機多数の空襲を受ける。夕雲型長波、島風型島風、秋月型若月、輸送船4隻、掃海艇1隻が沈没した。浜波は航行不能となり、大島大佐（第32駆逐隊司令）および浜波乗組員を姉妹艦朝霜（第31駆逐隊）に収容したあと放棄された。2018年（平成30年）1月、ポール・アレン率いる調査チームは、オルモック湾の海底で浜波を発見した。