Nel quadro della cruciale operazione "Shō-Gō 1" lo "Asagumo" arrivò a metà ottobre alle isole Lingga e il 17 salpò di scorta alla squadra di rifornimento per le forze appositamente riunite a Brunei, dove il mattino del 22 ottobre fece il pieno di carburante attigendo dai depositi della nave da battaglia . Partì nel pomeriggio aggregato alla squadra del viceammiraglio Shōji Nishimura, che comprendeva inoltre la nave da battaglia "Fuso", l'incrociatore pesante e i cacciatorpediniere "Asagumo", "Michishio" e "Shigure". La squadra passò attraverso il Mare di Sulu e a nord di Mindanao per percorrere da sud lo Stretto di Surigao e sbucare così a meridione delle teste di ponte statunitensi a Leyte. Nella notte del 24-25 ottobre le unità giapponesi cozzarono però contro il massiccio schieramento della Settima Flotta: lo "Asagumo" si trovava in testa con le due unità sorelle e fu investito in pieno dal preventivo attacco silurante eseguito da un gruppo di cacciatorpediniere americani. Dopo le 03:00 un siluro proveniente dall' tranciò il dritto di prua dello "Asagumo" e rese inservibile i cannoni prodieri; l'unità rimase a galla e invertì la rotta, cercando senza successo di allontanarsi il più possibile. Il mattino presto del 25 ottobre fu raggiunto all'imbocco meridionale dello stretto da una formazione veloce distaccata dalla Settima Flotta, comprendente gli incrociatori leggeri e affiancati da tre cacciatorpediniere; alle 07:07 iniziarono a sparare sullo "Asagumo", che rispose al fuoco con la sola torre di poppa. Lo scontro fu risolto rapidamente e alle 07:21 lo "Asagumo" affondò completamente devastato con 191 morti, alle coordinate . I trentanove superstiti, tra i quali si trovava anche il capitano Shibayama, furono salvati in seguito da motosiluranti statunitensi.