Den 11. november 1942 blev Ozawa udpeget til chef for den 3. japanske flåde, hvor han afløste admiral Chuichi Nagumo som leder af Japans hangarskibsstyrker. Ozawa viste sig at være en aggressiv og dygtig leder, men blev overvældet af USA's numeriske og teknologiske overlegenhed iSlaget i det Filippinske hav. Efter slaget trak Ozawa sig tilbage til Okinawa hvor han afleverede sin afskedsansøgning, som ikke blev imødekommet.