為確保挺進菲律賓的戰役首戰告捷，盟軍空軍部隊自10月7日起對日空軍和日防禦部隊進行了航空火力打擊。哈爾西第三艦隊的艦載機一馬當先，猛轟了戰區內的日空軍基地，力圖一舉癱瘓日本空軍。
與此同時，駐守新幾內亞的美第五航空隊和駐守馬裏亞納群島的美第七航空隊也分別攻擊了其航程內的所有日軍基地。
10月9日至10日，米切爾的第三十八航空母艦特混編隊北上襲擊了位於衝繩島的日本軍艦及其防禦設施。10月11日，第三十八航空母艦特混編隊南下，再次襲擊了呂宋島北端的阿帕裏地區，隨後又返回台灣近海。
12日，米切爾出動艦載機約600架襲擊了台灣南部。同一天，駐印度加爾各答的第二十航空隊也出動了100架B—29重型轟炸機經中國成都加油後奔襲台灣。這兩次空襲使日本在台灣的空軍部隊遭到嚴重打擊，另有兩艘日驅逐艦也被擊成重傷。
由於被艦船炮火和許多被擊落日機火焰的誤導，日無線電台聲稱取得了一次偉大的海戰勝利。
哈爾西希望借此機會誘出日聯合艦隊，於是留下一支巡洋艦編隊欺騙日軍，同時命令第三十八航空母艦特混編隊向東駛入菲律賓海規避、坐等。
日本本土的豐田副武果真上當，吃下為他設下的誘餌。他調動了600架航空母艦上的艦載機增援台灣，企圖殲滅美航空母艦編隊，但卻撲空。就在此時，哈爾西令第三十八航空母艦特混編隊突然殺出，將增援日機半數摧毀。
此役美軍前後共毀日機650架，擊傷多架，還摧毀了日軍在台灣構築的許多岸防設施。美軍的損失不大，隻有兩艘驅逐艦被擊成重傷，其他幾艘艦船輕度受傷，另外損失75架飛機。由於在這次戰鬥中日軍航空母艦艦載機飛行員損失嚴重，因此在相當程度上影響了隨後進行的萊特灣海戰。
10月14日，由威爾金森率領的美第三十二兩棲編隊和巴比率領的美第七兩棲編隊，分別在馬裏亞納海域和新幾內亞的荷蘭迪亞附近海域集結，搭載登陸部隊後向萊特灣進發。10月16日，兩支兩棲編隊在萊特灣外海域會合。
17日晨，編成一個龐大艦隊的登陸部隊，開始向萊特島啟航。途中，擔負水麵護航任務的是美第七艦隊的海上火力支援群，由奧爾登多夫海軍少將率領，包括6艘戰列艦、5艘重型巡洋艦、4艘輕型巡洋艦和66艘驅逐艦。
擔負空中護航任務的是第七艦隊的空中火力支援編隊，由托馬斯·斯普拉格少將指揮，轄16艘護航航空母艦、9艘驅逐艦和1艘護航驅逐艦。在該艦隊的側翼遠方，哈爾西的第三艦隊正嚴陣以待，隨時準備攔截從任何方向出現的日本海軍聯合艦隊。
這是一支機動性和戰鬥力都很強大的艦隊，其中由米切爾率領的第三十八航空母艦特混編隊為第三艦隊主力，它包括8艘重型航空母艦、8艘輕型航空母艦、6艘新建造的快速戰列艦、6艘重型巡洋艦、9艘輕型巡洋艦和58艘驅逐艦，擁有艦載機1000餘架。此外，還有4艘潛艇為第三艦隊擔任警戒任務。
10月20日晨，經過嚴密的偵察和猛烈的火力準備，盟軍拉開了萊特灣地區地麵作戰第二階段的戰役序幕。美第六集團軍編成內的美第十軍和第二十四軍的4個師分別在聖何塞和杜拉格附近灘頭同時登陸。
由於日第十六師未做好抗登陸準備，因此美軍在登陸初期隻遇到輕微抵抗。至深夜，已有13.2萬名美軍和近20萬噸物資裝備上陸。
此間，日軍唯一一次有威脅的反撲是出動了一小批魚雷轟炸機重創了美重型巡洋艦“檀香山”號。10月21日，美軍開始向島上的塔克洛班推進，守軍仍隻出動小股部隊進行抵抗，意在保存力量固守萊特島首府後麵的山頭。
10月22日下午14時，麥克阿瑟在菲律賓總統塞西奧·奧斯梅納的陪同下從登陸艇上涉水上岸。