18 октября «Тонэ» и «Тикума» вместе с Первым набеговым соединением Куриты покинули Лингу для участия в операции «Сё-Го». 24 октября в море Сибуян «Тонэ» получил лёгкие повреждения из-за трёх бомбовых попаданий. На следующий день у острова Самар оба корабля активно участвовали в бою с «Таффи 3» (в частности, в потоплении авианосца «Гэмбир Бэй»), и для «Тикумы» это сражение стало последним: она потеряла ход после последовательных попаданий трёх 570-мм торпед Mk 13 с 272 кг торпекса, сброшенных TBM-1C (предположительно, с «Натомы Бэй» и «Киткун Бэй»). Во второй половине дня TBM-1C с «Оммани Бэй» поразили крейсер ещё тремя авиаторпедами, и он затонул в течение 15 минут. Выживших членов экипажа «Тикумы» принял на борт эсминец «Новаки», который в ночь на 26-е был потоплен американскими кораблями вместе со всеми находившимися на борту. Таким образом, из более чем тысячной команды крейсера не спасся никто.