Sau khi Mariana được bình định, mục tiêu tiếp theo của lực lượng Hoa Kỳ là chiếm những căn cứ tiền phương cho việc tái chiếm Philippines. "Heywood L. Edwards" đã tham gia Trận Peleliu, khi nó khởi hành vào ngày 18 tháng 8 cho các cuộc thực hành huấn luyện tại đảo Florida, rồi hướng sang khu vực phía Tây quần đảo Caroline vào ngày 6 tháng 9. Đến nơi vào ngày 11 tháng 9, nó đảm nhiệm tuần tra chống tàu ngầm chung quanh các đơn vị bắn phá hạng nặng cho đến ngày 13 tháng 9, khi được điều tách ra để hỗ trợ gần bờ cho hoạt động của các Đội phá hoại dưới nước (UDT) dọn sạch những chướng ngại vật tại bãi đổ bộ. Vào ngày tấn công đổ bộ 15 tháng 9, chiếc tàu khu trục đã bắn pháo hỗ trợ lực lượng trên bờ, bắn pháo sáng ban đêm, phá hủy một kho đạn đối phương vào ngày hôm sau. Sau nữa đêm ngày 23 tháng 9, nó đụng độ với một nhóm sà lan chuyên chở lực lượng tăng cường, và sau khi bắn pháo sáng soi rõ mục tiêu đã khai hỏa dàn pháo chính để tiêu diệt chúng. Cho đến bình minh, và dưới sự giúp đỡ của các tàu đổ bộ, nó đã đánh chìm sà lan đối phương, ngăn cản việc đổ bộ của khoảng 650 binh lính Nhật tăng viện.