Quay trở lại khu vực chiến trường, "Mississippi" hỗ trợ cho việc đổ bộ lên Peleliu thuộc quần đảo Palau vào ngày 12 tháng 9. Sau một tuần lễ hoạt động liên tục, nó lên đường đi đến Manus, nơi nó ở lại đó cho đến ngày 12 tháng 10. Rời Manus, chiếc tàu chiến hỗ trợ cho việc giải phóng Philippines khi dội pháo xuống bờ biển phía Đông của Leyte vào ngày 19 tháng 10. Trong đêm 24 tháng 10, trong thành phần hàng thiết giáp hạm của Chuẩn Đô đốc Jesse Oldendorf, "Mississippi" đã giúp vào việc tiêu diệt một lực lượng Nhật Bản mạnh mẽ trong trận chiến eo biển Surigao. Do bị thiệt hại nặng sau những cuộc đụng độ tại vịnh Leyte, Hải quân Nhật không còn có thể tung ra những cuộc tấn công đáng kể nào khác.