Die "Mississippi" kehrte dann in das Kriegsgebiet zurück und unterstützte die Landungen in Peleliu auf Palau am 12. September. Eine Woche später fuhr das Schiff nach Manus, wo es bis zum 12 Oktober blieb. Anschließend nahm es an den Operationen zur Rückeroberung der Philippinen von der japanischen Besatzungsmacht teil und beschoss die Ostküste der Insel Leyte am 19. Oktober. In der Nacht des 24. Oktober unterstützte es die von Admiral Jesse B. Oldendorf geführte Offensive gegen eine mächtige japanische Seestreitkraft in der Schlacht im Golf von Leyte. Infolge der schweren Auseinandersetzungen bei dieser Schlacht waren die Japaner nicht mehr länger in der Lage, ernsthafte Gegenschläge zu führen. Die "Mississippi" unterstützte die Operationen im Golf von Leyte noch bis zum 16. November, als sie Kurs auf die Admiralitätsinseln aufnahm.