Ngày 21 tháng 10 năm 1944, trong Trận chiến vịnh Leyte, "Australia" bị đánh trúng bởi một máy bay Nhật Bản mang theo một quả bom 200 kg (441 lb) trong cuộc tấn công cảm tử kamikaze lần đầu tiên. Chiếc máy bay đâm trúng cấu trúc thượng tầng bên trên cầu tàu, nhiên liệu và mảnh vụn tung tóe trên một khu vực rộng lớn. Điều còn may mắn là quả bom đã tịt ngòi; nếu không, chiếc tàu tuần dương đã có thể bị phá hủy. Ít nhất 30 thành viên thủy thủ đoàn tử nạn trong cuộc tấn công này, trong đó bao gồm Thuyền trưởng chỉ huy con tàu, Đại tá Hải quân Emile Dechaineux; trong số những người bị thương có Thiếu tướng Hải quân John Collins, tư lệnh lực lượng Australia.