"Chiyoda" osallistui Filippiinienmeren taisteluun, jossa alus vaurioitui. Korjausten jälkeen alus osallistui Leytenlahden taisteluun, jossa alus upotettiin 25. lokakuuta 1944 Cape Engañon taistelussa. Ensin Yhdysvaltain laivaston lentotukialusten "USS Franklinin" ja "USS Lexingtonin" pommikoneet vaurioittivat alusta, minkä jälkeen risteilijät "USS Santa Fe", "USS Mobile", "USS Wichita", "USS New Orleans" ja yhdeksän hävittäjää upottivat aluksen tykkitulella.