קרב מפרץ לייטה
קרב מצר סוריגאו

הכוח הדרומי של נישימורה עזב את ברוניי בשעה 15:00 ב-22 באוקטובר. תפקידו היה להוסיף לכוח האש של הכוח המרכזי של קוריטה בהתקפה על לייטה. הוא פנה לים סולו, משם המשיך צפון-מזרחה לים מינדנאו, מצפון לאי מינדנאו, ומשם צפונה למצר סוריגאו. הכוח הורכב מאוניות המערכה "פוסו" ו"ימשירו", הסיירת הכבדה "מוגאמי," וארבע משחתות.
בהיכנסו למצר סוריגאו, ב-24 באוקטובר, נתקל הכוח הדרומי במארב שהציבו הכוחות המסייעים של הצי השביעי. כוחות אלה, בפיקודו של אדמירל-משנה ג'סי אולדנדורף, מנו שש אוניות מערכה (וירג'יניה המערבית, מרילנד, מיסיסיפי, טנסי, קליפורניה ופנסילבניה (כולן מלבד המיסיסיפי ניזוקו בהתקפה על פרל הארבור ותוקנו)), ארבע סיירות כבדות (לואיוויל, פורטלנד, מיניאפוליס ואה"מ שורפשייר), ארבע סיירות קלות, עשרים ושמונה משחתות ושלושים ותשע ספינות טורפדו. על מנת לחצות את מצר סוריגאו, היה על הכוח הדרומי לחצות ראשית פרוזדור שהורכב מספינות טורפדו משני צדדיו, שלאחריו ניצב כוח המשחתות, ולבסוף לחלוף על פני כוח אוניות המערכה המוקפות בסיירות, בצידו השני של המצר.
הקשר הראשון בין הכוחות נוצר בשעה 22:36, 24 באוקטובר. אחת מספינות הטורפדו זיהתה את טור האוניות, ובמשך שלוש וחצי שעות ניסתה פעם אחר פעם לפגוע בו. כל הטורפדו ששיגרה החטיאו, אך היא דיווחה לאולדנדורף את מיקום ציו של נישימורה. עם היכנסו למצר, שוגרו לעבר הכוח הדרומי מטחי טורפדו ממשחתות שהוצבו לאורך מסלול התקדמותו, עד שלבסוף, בערך בשעה 03:00, נפגעו שתי אוניות המערכה. ימשירו נפגעה אך המשיכה בהפלגתה, ואילו פוסו התפוצצה ונשברה לשניים. בנוסף, שתי משחתות טובעו, ושלישית ניזוקה וטבעה מאוחר יותר.
אוניות המערכה האמריקאיות יצרו קשר ראשון עם הכוח הדרומי בשעה 03:16, עת קלט מכ"ם האונייה וירג'יניה המערבית את שארית אוניות הכוח המתקדם. בשעה 03:53, ירתה וירג'יניה המערבית מטח ראשון מסוללת תותחי 406 מ"מ (16 אינץ'), והשיגה פגיעה בימשירו. בשעה 03:55, הצטרפו אליה גם קליפורניה וטנסי בירי מתותחי 356 מ"מ (14 אינץ'). מערכת בקרת הירי של האמריקאים איפשרה לאוניות המערכה לירות ממרחק רב, בעוד שהאוניות היפניות, בעלות מערכות פחות מתקדמות, לא יכלו להשיב באש.
שלוש אוניות המערכה האמריקאיות האחרות היו מצוידות במערכות בקרת ירי פחות מתקדמת ולכן נתקלו בקושי לפגוע בכוח היפני: מרילנד הצליחה לבסוף לזהות את המטרה בזכות אומדן המרחק לעמודי המים שהתרוממו בשל הפגזות האוניות האחרות, והחלה לירות בתותח 406 המ"מ שלה; פנסילבניה, לעומתה, התקשתה למצוא מטרה ותותחיה נותרו דוממים; מיסיסיפי הצליחה להנעל על מטרות אויב לקראת סיום הקרב וירתה מטח של שנים עשר פגזי 356 מ"מ לעברו. היה זה המטח האחרון שירתה אוניית מערכה לעבר אוניית מערכה אחרת אי פעם, וכך הגיע לקיצו עידן בהיסטוריה הימית.
ימשירו ומוגאמי הוכו קשות בידי מטחי פגזים חודרי שריון 406 מ"מ ו-356 מ"מ מאוניות המערכה, ובנוסף נפגעו מאש וטורפדו מהסיירות המלוות. ימשירו טבעה, ועימה תת-אדמירל נישימורה, בשעה 04:20. מוגאמי והמשחתת "שיגורה," השורדות היחידות, נסוגו דרומה ויצאו מהמצר.
"כוח המהלומה השני," הכוח המאסף של הכוח הדרומי, בפיקודו של תת-אדמירל קיוהידה שימה, נע כארבעים מילים ימיים מאחורי כוחו של נישימורה. כוח זה, שהורכב משתי סיירות כבדות (נאצ'י ואשיגרה) ושמונה משחתות, פגש בשאריות הכוח הדרומי הנסוג בהתקרבו למצר סוריגאו. בראותו את מה שחשב לשתי אוניות המערכה של נישימורה (למעשה היו אלה שני חצאיה של פוסו), הורה שימה על נסיגה. במהלך הנסיגה התנגשו נאצ'י ומוגאמי, דבר שגרם להצפת חדרי ההגאים אצל האחרונה, והביא לכך שמהירותה הואטה מאוד; היא טובעה ביום המחרת על ידי אש מטוסים. הסיירת הכבדה לואיוויל טיבעה את החצי הקדמי של פוסו, והחצי האחורי שקע בסמוך לאי קאניהאן. מתוך שבע האוניות שהרכיבו את הכוח הדרומי של נישימורה, שרדה רק המשחתת שיגורה. אוניותיו של שימה אמנם שרדו את קרב מצר סוריגאו, אך הן היו עתידות לטבוע בהמשך הקרבות סביב האי לייטה.
קרב מצר סוריגאו היה הקרב האחרון בהיסטוריה במתכונת אוניית מערכה כנגד אוניית מערכה. היה זה אף הקרב האחרון בו הצליח כוח אחד (במקרה זה, האמריקאים) לחצות את ה-T של כוח אחר. אולם, בעת פעולה זו היה הכוח היפני מצומצם ביותר וכלל רק אוניית מערכה, סיירת כבדה ומשחתת, ולפיכך חציית ה-T הייתה סמלית בלבד ובעלת השפעה מועטה על תוצאות הקרב.