太平洋方面戦勢を挽回するために再建途上の第一機動艦隊を投入して行われたあ号作戦におけるマリアナ沖での決戦に敗北した日本軍の絶対国防圏は縮小し、最後の国防要域として残されたのは本土、南洋諸島、台湾、フィリピン島のみとなった。大本営は、8月以降に想定される連合軍の次期進攻に抗するために、7月24日の「陸海軍爾後ノ作戦指導大綱」にてこの残された要域を決戦方面とし地上決戦の方面は北部フィリピン島付近とすることを決定した。そして、連合艦隊に対しては敵が来寇した場合には全兵力を挙げて基地航空機の威力圏内にて迎撃・撃滅し要域を確保するとの決戦方針が示され、更に7月26日にはこの決戦は「捷号作戦」と呼称する事が決定された。また、同作戦の区分は四つに分けられ、その内フィリピン方面は捷一号と区分された。1944年（昭和19年）2月25日に第二戦隊が解隊された後、連合艦隊付属となり横須賀方面諸学校練習艦として横須賀にあった山城は、8月14日に内海西部に回航された。9月10日に第二戦隊が再編され、西村祥治中将が第二戦隊司令官に着任した事で第二戦隊旗艦となった。同月23日、山城は柱島を出撃し第十七駆逐隊（浦風、浜風、雪風、磯風）に護衛され日本本土を離れ、29日ブルネイを経由した後10月4日にリンガ泊地へ入泊し第二艦隊に合流した。しかし、山城が第二艦隊に合流して間もない10月10日に沖縄を17隻の空母を中心としたアメリカ第38任務部隊が急襲したことを契機に、台湾沖航空戦が勃発することとなった。この10月12日〜15日にかけて行われた台湾沖航空戦によって空母撃沈11隻、撃破8隻の戦果を挙げたと判断した連合艦隊司令部は、16日1030に高雄の95度430浬の地点に空母7隻、戦艦7隻、巡洋艦10数隻の敵空母部隊を発見したことを受け、敵残存勢力に対して決戦を挑み戦果を拡大するためにリンガ泊地の第一遊撃部隊(第二艦隊)に対して出撃準備を下令した。しかし、第一遊撃部隊がブルネイへと向け出撃準備を進める中で、10月17日0650スルアン島の海軍見張所より突如米艦隊の出現の報告がもたらされ、同見張所は0800に敵が上陸を開始したという電報を最後に連絡を絶った。この緊急報告を受けた連合艦隊司令部は敵がフィリピン島に上陸する可能性があると判断し、同日0835捷一号作戦警戒を発令し、既に出撃準備を開始していた第一遊撃部隊に対してもブルネイへの進出を改めて下令した。そして一日後の18日には捷一号作戦が発令され、第一遊撃部隊は第二部隊を先頭にし第一戦隊、第二戦隊を殿にリンガ泊地を後にし20日にブルネイへと入泊した。第一遊撃部隊がブルネイへ入泊するまでの2日の間に第一遊撃部隊の突入計画は概ね決定されており、連合艦隊司令部と同じく第二艦隊司令部は全艦隊を一方向より進出するよりも南北両方面から分進させる方が有利であると判断していた為、劣速の第二戦隊は別働隊としてスリガオ海峡からレイテ湾へと突入させる予定となっていた。この第一遊撃部隊のレイテ湾突入計画は21日1700より第二艦隊旗艦愛宕にて行われた作戦打ち合わせにおいて初めて知らされ、第二戦隊のスリガオ海峡からの突入に対して意外の感を持った者もいたとされるが、これに対して異論を唱えるものは誰もいなかった。栗田長官が21日に発令した機密1YB命令作戦第四号では第二艦隊の任務は「前略 基地航空部隊、機動部隊本隊ト協同、10月25日黎明時「タクロバン」方面ニ突入、先ツ所在海上兵力ヲ撃滅次テ敵攻略部隊ヲ殲滅ス」とされ、その作戦要領は22日0800にブルネイを出撃した後、24日の日没後サンベルナルジノ海峡を突破しサマール島東方面海面に於いて夜戦によって敵水上部隊を撃滅後、10月25日黎明「タクロバン」方面に突入し敵船団及び上陸軍を覆滅するとされており、第三部隊に関しては主要任務が一、敵船団及上陸軍撃滅 二、敵水上部隊牽制攻撃とされており、作戦要領はブルネイ出撃後分離し25日黎明時主力に策応し「スリガオ」海峡より「タクロバン」方面へ突入し敵船団及び上陸軍を撃滅するとされていた。また、栗田長官は訓示の中で「いやしくも敵主力部隊撃滅の好機あれば、乾坤一擲の決戦を断行する所信である。」と述べており、第一部隊、第二部隊の任務は水上部隊、主力部隊の撃滅を第一とし、輸送船団、陸上部隊の撃滅はその後の二次的な任務とされていた。山城は突入計画に基づき、軍隊区分された第一遊撃部隊第三部隊/第三夜戦部隊（通称西村艦隊）の旗艦となった。この西村艦隊は第二戦隊（扶桑型戦艦山城、扶桑）、重巡洋艦最上、第四駆逐隊（満潮、朝雲、山雲）、第二十七駆逐隊（時雨）、戦艦2隻・重巡洋艦1隻・駆逐艦4隻の計7隻で編成されていた。統一訓練すら行ったことのない寄せ集め艦隊であり、最初から生還の見込みはなかったとされる。第三部隊が編成された翌日の22日には西村司令官より文章にて作戦要領が指示され、第三部隊は22日1500「ブルネイ」を出撃、25日の日の出前に主力に策応し「スリガオ」海峡より「タクロバン」泊地へと突入し日の出前後に渡り敵船団及び上陸軍を撃滅するとされた。また、同司令官は栗田長官他関係各部にあて、第三艦隊の行動予定を『X-3日(22日)一五三〇ブルネイ湾出撃 X-2日(23日)一一〇〇「パラバック」海峡通過針路五十度ニテ X-1日〇六三〇北緯一〇度三〇分、東緯一二一度二五分ヨリ針路一四〇度爾後「ミンダナオ」海北岸沿ヒニ進撃 〇一〇〇「ピニト」岬南方ニ達シ針路三五〇度ニテ「レイテ」湾ニ達ス』と電報しており、出撃前に各艦艦長を旗艦「山城」に集合させ簡単な作戦打ち合わせを行った後、予定通り1530ブルネイを出撃した。しかし、時雨艦長(西野繁中佐)によるとこの作戦打ち合わせの際には西村司令官、山城艦長(篠田勝清少将)両名は出席していなかったとされ、打ち合わせではレイテ湾の北側の浅瀬に警戒するようにとの話が出され、打ち合わせ後には酒が振舞われたとされる。尚時雨の艦長は21日にブルネイへ入泊した直後西村司令官に呼び出され作戦説明を受けたとしており、その中で別働隊としてスリガオ海峡から突入する予定であるとの事や、今度の戦は敵の輸送部隊を撃滅するのが主目的であるため、攻撃してきたヤツはやっつけてもいいが、深追いする必要はないとの説明を受けたと証言している。この為、21日の時点である程度の作戦説明は既に西村司令官から各艦長に対して行われていた可能性も考えられる。25日に「タクロバン」方面へ突入する事を基点にレイテ湾へと至る四つの航路の内南北からの挟撃が可能で、25日黎明に「タクロバン」より突入可能であったのは、潜水艦に遭遇する危険性は高いが敵航空機の索敵圏外であった第二航路(約2,200km)と敵航空機の索敵圏内であるものの最も距離の短い第四航路(約1,509km)の二つであったため、劣速で航続力の少ない第三部隊はブルネイ泊地→バラバック海峡→スルー海→ミンダナオ海→スリガオ海峡→レイテ湾という第四航路を指定され、25日黎明の「タクロバン」方面突入を目指した。10月22日午後3時30分、栗田艦隊出撃から七時間半を置いて西村艦隊はリンガ泊地から出撃し、23日10時20分にバラバック海峡を通過してスル海に入る。10月24日午前6時50分、最上の水上偵察機がレイテ湾に到達、西村艦隊と各方面に戦艦4隻・巡洋艦2隻、駆逐艦4隻、魚雷艇14隻、輸送船80隻を含む米艦隊の存在を伝えた。午前9時以降、スールー海ネグロス島南西海域で米軍機動部隊（第3艦隊第4群デビソン隊）艦載機27機（ロケット弾装備F6Fヘルキャット、SBC2ヘルダイバー急降下爆撃機）の攻撃を受ける。アメリカ軍機動部隊の攻撃は栗田艦隊に集中しており、西村艦隊は10時以降空襲を受けず、予定通りスリガオ海峡を目指して進撃した。扶桑、最上、時雨が被弾したが、各艦とも損害は軽微であった。ただし山城生存者の江崎寿人（山城主計長）によれば、レーダー機器に被弾してレーダーが使用不可能になった他、至近弾により右舷中央から後部にかけてのバルジと艦体の境が大規模に裂けた。結果、右舷に五度傾斜したが、左舷への注水により平衡を回復したという。12時15分、アメリカ軍第7艦隊司令官のトーマス・C・キンケイド中将は指揮下の全艦艇に対し夜戦準備警報を発し、特にジェシー・B・オルデンドルフ少将の艦隊42隻（戦艦6隻、重巡洋艦4隻、軽巡洋艦4隻、駆逐艦28隻）に西村艦隊と志摩艦隊への迎撃準備を命じた。戦艦6隻（ウェストバージニア/16インチ砲8門、メリーランド/16インチ砲8門、テネシー/14インチ砲12門、カリフォルニア/14インチ砲12門、ミシシッピ/14インチ砲12門、ペンシルベニア/14インチ砲12門）のうち、ミシシッピ以外の米戦艦5隻は真珠湾攻撃で沈没もしくは大破しており、近代化改修を受けて再投入された軍艦達であった。しかし、戦艦用砲弾の77.3%は陸上砲撃用のHC(high capacity)弾で占められており、徹甲AP弾(armor piercing)は全体の僅か22.7%に過ぎずHC弾も既に58%が陸上砲撃に使用され消耗していた。少ない対艦用徹甲弾で最大限の効果をあげるべく1万7000〜2万ヤードでの射撃方針が決定された。湾内には28隻の輸送船、3隻の上陸作戦用指揮官、ダグラス・マッカーサー将軍が座乗する軽巡洋艦ナッシュビルが停泊していた。第7艦隊の魚雷艇戦隊（ボーリング中佐指揮）のうち、レッスン少佐率いる39隻がスリガオ海峡の13箇所に展開、一部はミンダナオ島のカミギン島に進出していた。10月24日午後7時前後、最前線に立つ栗田艦隊や西村艦隊は豊田副武連合艦隊司令長官（連合艦隊司令部/慶応義塾大学日吉台地下壕）から発せられた「天佑ヲ確信シ全軍突撃セヨ（連合艦隊電令第372号 GF機密241813番電）」を受信した。25日未明、山城以下西村艦隊は、ミンダナオ海を抜け、志摩艦隊に先んじてアメリカ軍の第7艦隊が待ち構えるスリガオ海峡に突入した。西村艦隊は闇雲にスリガオ海峡へ突入したと誤解されがちだが、西村司令官は逐一自隊の状況を栗田長官に報告していた。一方で、栗田艦隊の戦艦武蔵沈没という被害や反転・再反転の情報を受信していたかは定かではない。21時13分、西村司令官は「二十五日〇四〇〇『ダラグ』沖ニ突入予定」（第二戦隊機密第242013番電）と発信（栗田艦隊受信20時20分）。対する栗田長官は、21時45分にレイテ突入予定時刻を25日11時と伝え「（西村艦隊は）予定通『レイテ』泊地ニ突入後 二十五日〇九〇〇『スルアン』島ノ北東一〇浬付近ニ於テ主力ニ合同」（第一遊撃部隊第242145番電）と発信した（西村艦隊受信22時40分）。