У битві в затоці Лейте «Дзуйхо» входив у групу авіаносців, які повинні були відволікти увагу американців. Цей план не вдався, і в бою біля мису Енганьо корабель отримав два попадання бомб в політну палубу та ще шість бомб розірвались поблизу нього. Незважаючи на пожежу, «Дзуйхо» зберігав хід ще протягом шести годин та був свідком загибелі решти кораблів його групи. Потім три хвилі атак літаків противника потопили «Дзуйхо». Капітан Каідзука Такео загинув разом із кораблем.