Ab dem 18. Oktober wandte man sich wieder den Philippinen zu und intensivierte die Luftangriffe auf japanische Stellungen im Großraum Manila. Zwei Tage später landete US-Truppen von Lieutenant General Walter Kruegers 6. US-Armee auf der Philippineninsel Leyte, die von den Task Groups 38.1 (Vice Admiral John McCain) und 38.4 (Rear Admiral Ralph E. Davison) überwacht wurden. Währenddessen attackierten TG 38.2 (Rear Admiral Gerald Bogan) und Langleys Flottenverband strategische Stellungen auf den Inseln Cebu, Negros, Panay, Mindoro und Visajan. Am 24. Oktober lag TG 38.3 ca. 60 sm östlich der vor der Hauptinsel Luzon liegenden Polillo-Insel, als ihre Trägerflugzeuge eine in der südlich gelegenen Sibuyan-See fahrende japanische Schlachtschiffflotte unter Admiral Takeo Kurita angriffen. Zeitgleich traf eine Flugbombe eines japanischen Kampfflugzeuges ein Schwesterschiff der "Langley", USS "Princeton" (CVL-23), so schwer, dass die dadurch entfachten Brände nicht unter Kontrolle gebracht werden konnten. Die Löscharbeiten wurden durch Detonationen einzelner Munitionsdepots zusätzlich erschwert, sodass die "Princeton" am späten Nachmittag von den eigenen Zerstörern versenkt werden musste. Am gleichen Tag sichteten landgestützte alliierte Aufklärungsflugzeuge einen vier Flugzeugträger umfassenden japanischen Flottenverband circa 200 sm nördlich von Luzon mit Fahrtrichtung Süd. Admiral Halsey beorderte umgehend alle verfügbaren Schiffe seiner Task Force nach Norden, um die feindliche Flotte abzufangen. In einer mehrstündigen Seeschlacht konnten die US-Trägerflugzeuge am folgenden Tag alle vier japanischen Flugzeugträger versenken. Die Flugzeuge der "Langley" waren dabei u. a. an der Versenkung der "Zuiho" und der "Zuikaku" beteiligt, die somit als letzter von den sechs Träger versenkt werden konnte, die am Überfall auf Pearl Harbor beteiligt waren (→ See- und Luftschlacht im Golf von Leyte).