Durante la Battaglia del Golfo di Leyte fece parte del gruppo dell'ammiraglio Jesse Oldendorf che annichilì la "Japanese Southern Force" nella battaglia dello Stretto di Surigao. Il "Phoenix" sparò quattro salve a traccianti e quando la quarta andò a segno aprì il fuoco con tutte le sue batterie da 152 mm; successivamente il bersaglio si rivelò essere la nave da battaglia giapponese "Yamashiro" che affondò dopo 27 minuti di fuoco concentrato della flotta americana. I giapponesi persero anche la nave da battaglia "Fuso" e tre cacciatorpediniere ed il giorno dopo aerei americani affondarono il pesantemente danneggiato incrociatore "Mogami".