Engagé dans différentes phases de la grande Bataille du golfe de Leyte en octobre 1944 dans le cadre de la Task Force 38 dirigée par l'amiral William Halsey, le "Langley" participe aux offensives contre les forces japonaises et subit les attaques de l'aviation japonaise le à l'est de Luçon et du Détroit de San-Bernardino. Dans ce cadre, le Langley reçut l'appontage d'urgence de l'avion du célèbre capitaine-pilote de l'US Navy David McCampbell, de retour de mission et à court de carburant après avoir abattu un record de japonais. Le lendemain, les avions du "Langley" participent à l'attaque par la Task Force 38 des porte-avions japonais venant du nord et contribuent à les mettre en retraite ou les couler, dans le cadre de l'affrontement dit du 'Cap Engaño'.