捷号作戦 経過
15時20分には鹿屋から出撃した索敵機の1機がアメリカ軍機動部隊を発見するがこの日のT攻撃部隊による夜間攻撃は断念される。翌10日はアメリカ軍機動部隊に先制され、06時45分頃よ沖縄を含む各島は再び空襲を受ける。この空襲で陸海軍機約45機を失い、潜水母艦迅鯨など艦艇22隻が撃沈された。しかしアメリカ軍機動部隊の行方は再び不明となり、12日未明に台湾東港から出た索敵機が発見するまでそれは続いた。
連合艦隊司令部は12日10時25分、「基地航空隊捷一号及び二号作戦発動」を発令した。
第二航空艦隊を基幹とする第六基地航空部隊は15日にかけて敵機動部隊撃滅を果たすべく航空撃滅戦を展開する。この戦いで第二航空艦隊は大打撃を被るが、生還した乗員の報告などから敵機動部隊にも大打撃（空母11隻・戦艦2隻・巡洋艦3隻を撃沈）を与えたと判断する。しかし15日にほぼ無傷の空母群が3個発見され、10月17日にレイテ湾口近くのスルアン島にアメリカ軍の一部が上陸、以後攻略部隊の大群がレイテ湾に侵入したことで、アメリカ軍機動部隊は健在であることが判明する。第二航空艦隊は19日より、残った戦力の台湾から比島への緊急展開を指示。台湾沖航空戦の傷も癒えぬままレイテ沖海戦を迎えることになる。
第六基地航空部隊の10月19日時点での在台湾航空兵力は以下の通りだった。第二航空艦隊の他、第三艦隊から転用した第三第四航空戦隊所属機や第三航空艦隊から増派された機なども含む。また大損害を受けた在九州のT攻撃部隊（陸攻など）は投入を見送られた。
甲戦闘機（零戦各型）：保有数253機、内稼働数146機
乙戦闘機（紫電ほか）：保有数41機、内稼働数30機
丙戦闘機（月光ほか）：保有数9機、内稼働数3機
艦上爆撃機（九九式艦爆、彗星）：保有数61機、内稼働数17機
艦上攻撃機（天山）：保有数22機、内稼働数20機
陸上爆撃機（銀河）：保有数2機、内稼働数1機
飛行艇（九七式飛行艇）：保有数7機、内稼働数3機
艦偵（彩雲ほか）：保有数3機、内稼働数1機
また損耗したT攻撃部隊の代わりとして木更津で哨戒任務に就いていた第五十一航空戦隊（第十二航空艦隊所属）攻撃七〇二飛行隊を18日付で第六基地航空部隊に編入した。同飛行隊は
陸上攻撃機（一式陸攻）：保有数49機、内稼働数26機
であった。
第一航空艦隊は、陸軍との共同での敵機動部隊への攻撃を目指した共同攻撃法の実地訓練をするため、部隊はルソン島クラーク基地に集結しており、11日には各指揮官を招致していた。米機動部隊侵攻の報告を受けた第一航空艦隊は攻撃準備を開始し、13日に稼働全機をあげての攻撃が計画された。攻撃隊は陸攻、天山、彗星計30機に零戦70機（一部は爆装）、陸軍の四式戦40機、三式戦30機だった。攻撃隊は13時に出撃するがこの日は730mmの低気圧に進撃を阻まれ、一部は敵機と交戦するものの、結局進撃はならずフィリピン北岸の各基地に帰投した。
15日には敵機動部隊発見の報を受けて第一次攻撃隊として零戦19機、爆装零戦7機を出撃させ奇襲攻撃に向かわせ、同隊は敵機動部隊を攻撃。爆装零戦6機を失うも空母1隻に至近弾、巡洋艦1隻に命中弾を与えた。一方来襲したアメリカ軍機40機を零戦約50機で応戦、27機を撃墜するが零戦も13機を失った。14時には第二次攻撃隊の陸攻3機、天山12機、零戦13機、陸軍戦闘機63機が出撃した。第二次攻撃隊も敵機動部隊を攻撃し空母1隻撃沈を報じたが、陸攻3機・天山8機・零戦3機・陸軍戦闘機9機を失った。またこの時第二十六航空戦隊司令の有馬正文少将が自ら陸攻に乗り込み出撃し戦死している。これら一連の航空攻撃により、10月16日時点での第一航空艦隊の航空戦力は零戦12～16機・彗星1機・銀河2機・陸攻3機・天山7機・月光1機にまで激減。ほぼ戦力を喪失した状態で、翌17日のアメリカ軍攻略部隊のレイテ接近を迎えることになる。
第三艦隊は、12日より始まった台湾沖航空戦では連合艦隊からの「当分は機動部隊は使用しない」という約束を受けて、錬成途上の第三、第四両航空戦隊の所属機が台湾に向かう。しかし航空戦は殆ど戦果を挙げられずに損害のみ多大となり、派遣した航空隊も大損害を被ってしまう。17日になるとアメリカ軍がスルアン島に上陸し、レイテ沖海戦が本格化する。すると連合艦隊はそれまでの発言を撤回し機動部隊の捷一号作戦への投入を決定する。航空戦力のない機動部隊は年末錬成完成予定だった第一航空戦隊の航空兵力のうち、空母着艦の経験のある搭乗員などをかき集め、何とか100機余の航空機を揃え、敵機動部隊の北方誘致と基地航空隊と共同してこれの殲滅を目指し出撃した。
14日、敵機動部隊に大打撃を与えたと判断した連合艦隊は第二遊撃部隊（第二十一戦隊・第一水雷戦隊）に対して残敵掃討の出撃命令を下令する。空母直衛戦力である第六十一駆逐隊や錬成訓練中の第十一水雷戦隊はこの出撃から外された。部隊は15日0時に岩国を出撃し南下を続けたが、16日以降アメリカ軍機動部隊が健在である兆候があることなどから16日正午に南下を取りやめ北上を開始、台湾馬公に向かいそこで待機することにした。しかし17日にアメリカ軍がスルアン島に上陸し、レイテ沖海戦が始まったことで第二遊撃部隊は本来の任務であった「機動部隊の前衛」を果たすことなく、南西方面部隊への所属替えの上レイテ湾に突入することになる。
この作戦は日本軍の残存兵力のほぼ全てを投じた作戦であるにもかかわらず、様々な不備が重なり大敗を喫した。
満を持して行われた捷一号作戦であったが、作戦の中核戦力である基地航空部隊（第五第六基地航空部隊）が共にダバオ誤報事件や台湾沖航空戦で殆ど戦力をすり潰した状態での発令となってしまい、作戦の根幹が既に崩壊していたが、連合艦隊は殆ど変更を指示することなく発令した結果、まず基地航空部隊による敵機動部隊の殲滅は失敗し、24日に軽空母プリンストンを撃沈、25日に初投入された神風特別攻撃隊により護送空母セント・ローを撃沈したのみに終わった。
敵機動部隊を北方に誘致し基地航空部隊と共にこれを撃滅する役目を負った機動部隊本隊は、台湾沖航空戦に錬成していた航空隊を提供し、捷一号作戦にそれらを呼び戻すことができず錬成が遅れていた航空隊から空母機動戦に耐えられる乗員らをかき集めて対応しようとしたが、作戦予定の半数にも満たない100機余の航空機しか集まらず、そのため空母機動部隊の打撃力が不足し殆ど囮のような行動となってしまい、結果空母4隻は全滅し艦艇の半数近くを失ってしまった。また誘致自体は成功したがタイミングを逸し、第一遊撃部隊は24日日中に5度にわたる空襲を受け同部隊の中核戦力の一つであった戦艦武蔵が沈み、他の艦艇も損傷を被ってしまった。
第二遊撃部隊は元々機動部隊本隊の前衛として同隊を守る役割だったが台湾沖航空戦の残敵掃討に出撃させた事が裏目に出て、これも機動部隊本隊に再合流することができず、新たな役割も二転三転し、結局レイテ湾への突入となるが所属が第一遊撃部隊の指揮下でなく南西方面部隊の指揮下のままとされたため、同じく突入する第一遊撃部隊や同第三部隊（通称西村艦隊）と連携がとれないまま別個での進軍となり、殆ど戦局に寄与せぬまま撤退した。
第一遊撃部隊は、基地航空部隊のアメリカ軍機動部隊撃滅という間接支援を受けながら、上陸地点へ向かう予定だったが、撃滅できなかったことと機動部隊本隊による北方誘致が遅れたことで結局空襲を受けることになり、上記のように損害を受けてしまった。更に空襲の激しさから一時的に反転したことで、別路を進軍する第三部隊との連携は不可能となり、同部隊は単独でのレイテ湾突入を実施し、アメリカ軍艦隊の反撃を受けて壊滅した。第一遊撃部隊自身も25日午前にアメリカ軍護送空母群の1つと交戦し損害を与えたが、これを「正規空母を含む機動部隊の一群」と誤認し、それを撃滅したと考えた。更に交戦後よりアメリカ軍機による空襲が再開し艦隊が航空機の脅威に晒されたことと、機動部隊本隊からの電報が殆どなく誘致に成功したか不明だったことから、北方誘致は失敗し、アメリカ軍機動部隊はまだ付近にいると考えてしまう。更に友軍からの敵機動部隊発見の報告（ヤキ1カ電）もあり、第一遊撃部隊は反転北上し機動部隊攻撃に向かい、実質的に捷一号作戦は失敗に終わった
一方陸軍は当初の決戦地をルソン島としていたが、台湾沖航空戦の戦果を信じた参謀本部の命令により急遽レイテ島での決戦に変更された。このためルソン島の兵力の少なくない数をレイテ島に輸送することとなるが、機動部隊を殲滅できていない状態での輸送作戦は無謀であり、実際途中に輸送船の多くが撃沈された（詳細は多号作戦、レイテ島の戦い）。それでも第一遊撃部隊などの残存艦艇を集めて護衛任務を行ったことである程度の輸送には成功している。しかしそれでも「焼石に水」でしかなく、その護衛戦力も大半は一連の輸送作戦で壊滅してしまった。陸軍の基地航空隊も上記のように現地部隊間で機動部隊攻撃を優先したため上陸部隊への攻撃は散発的なもので終わった。
レイテ島の戦いは1945年1月初頭まで続き、1月9日にはルソン島にも連合軍が上陸。守備戦力をレイテ島に投入して減少していた日本軍は装備や食料を失いながらも主にゲリラ戦で抵抗したが、制空権を手にし、重装備且つ情報と補給の行き届いたアメリカ軍の前ではまともな抵抗は行えず、加えてフィリピン人の反乱軍や現地民族の襲撃に遭い大半が全滅した（マニラの戦い他）。