In der See- und Luftschlacht im Golf von Leyte zwischen dem 23. und 26. Oktober 1944 kommandierte Shima die aus zwei Kreuzern und sieben Zerstörern bestehende „Zweite Angriffsflotte“ der südlichen Streitmacht der Japaner, welche die "Schlacht in der Surigao-Straße" gegen die Übermacht der Alliierten verlor.