Durante la Batalla del estrecho de Surigao en el marco de la Operación Sho-Ichi, el Mogami fue el único sobreviviente de la desgraciada incursión de Nishimura, donde se hundieron los veteranos acorazados y , cuyo fin era sorprender a la flota americana a la salida del estrecho. Esta acción se conocería como la Batalla del Golfo de Leyte. Gravemente tocado en la superestructura del puente, no resultó hundido al figurar el último en la formación japonesa junto al destructor , mientras que los estadounidenses concentraron su artillería en las siluetas más grandes que aparecían en su radar. El "Mogami" semi destruido dio la vuelta para intentar salir de la trampa y a baja velocidad.