第2攻擊波的80架飛機為了取得戰果，集中全力攻擊了“普林斯頓”號輕型航空母艦，這艘艦上僅有的8架戰鬥機全部升空。美軍飛行員憑借其飛行技能和機載武器火力的優勢，一下子就擊落20架日機。艦載高射炮密集的防空火力也擊落10架日機。
一位戰鬥機飛行員卡爾·布朗海軍上尉說：“我們將80架日機拖住了15分鍾……擊落了28架。按說，我們不能用8架‘惡婦’式戰鬥機去對付80架敵機，但在它們攻擊我們軍艦的時候，我們必須首先攻擊它們……我們開足油門，緊追不舍，用一切火力射擊。”
然而，這些勇敢的美國飛行員仍未能挽救這艘航空母艦的命運。在一片不太引人注意的雲層裏，一下子鑽出了8架日俯衝轟炸機，它們一出現便開始俯衝攻擊，美軍根本來不及作出反應，便有3枚重磅炸彈落在了這艘巨艦的飛行甲板上，恰好有一枚穿透甲板鑽進機庫爆炸，並引爆了機庫內6架已掛上魚雷的TB“複仇者”式魚雷攻擊機，頓時燃起了衝天的大火。不一會兒，又一聲“轟隆隆”的巨響，“普林斯頓”號尾部的魚雷庫被大火引爆，這艘倒黴的巨艦，頃刻間就在近千名艦員的陪同下一起沉入了波濤洶湧的大洋。這是兩年前所羅門海空戰中“大黃蜂”號被擊沒以來，美國損失的第一艘航空母艦。
17時整，有“蠻牛”之稱的哈爾西得到了日艦載機襲擊“埃塞克斯”號的消息後，立即率龐大的特混艦隊高速北上。此時，他一心隻想著要擊毀日本人的航空母艦，根本不知道日本航空母艦實際上是紙老虎，艦上幾乎沒有飛機了。他認為，日本航空母艦是他最重要的攻擊目標，而這恰好中了日本人的圈套。後來，哈爾西在他的回憶錄中寫道：“我走進作戰室，用手指著海圖上300海裏以外的日本北方艦隊說，我們駛向這裏……向北追殲他們。”
17時50分，他電告金凱德：“栗田艦隊業已受創西撒，我正率3支艦群北上，以期能於25日拂曉襲擊敵軍航空母艦。”就這樣，哈爾西這支“猛虎”終於離開了他應該保護的登陸部隊，被日本人調離下“山”了。
3.日軍三支艦隊無力衝入萊特灣
接到“從蘇裏高海峽向萊特灣衝進”的命令後，誌摩艦隊於24日黎明從哥倫灣出發，由蘇祿海南下，與西村艦隊在棉蘭老海會師。24日傍晚，由於沒有收到栗田通知推遲攻擊的電報，兩個艦隊經過暮色蒼茫的棉蘭老海，按照預定的攻擊時間，向萊特灣挺進。此時，西村艦隊領頭，誌摩艦隊在後，相距約60海裏。
其實，誌摩艦隊還在蘇祿海航行時，美軍第5航空隊的偵察機就發現了它。後又跟蹤發現了西村艦隊。
金凱德認為，這兩支艦群同屬於一個編隊。他自信地判斷，這支編隊的前進目標肯定是經過蘇裏高海峽駛向萊特灣。金凱德確信，哈爾西的第3艦隊會有效打擊從北麵來的日本艦隊。因此，他命令第7艦隊全力去封鎖蘇裏高海峽，並由奧爾登多夫海軍少將負責具體指揮。奧爾登多夫手中擁有老式戰列艦6艘、重型和輕型巡洋艦各4艘、驅逐艦21艘、魚雷艇39艘。他在蘇裏高海峽由遠及近，布設了魚雷艇、驅逐艦和戰列艦三道防禦，嚴陣以待，等候日軍艦隊的來臨。
24日23時，美軍的魚雷艇開始襲擊進入攻擊區的西村艦隊。由於日艦用探照燈和速射炮聯合抗擊，使美軍的魚雷艇不能有效地發射魚雷，勉強發射的魚雷也都沒有命中目標。但是，美軍的魚雷艇在攻擊的同時，卻將西村艦隊的情況隨時向奧爾登多夫作了報告。25日淩晨2時，美軍魚雷艇部隊放棄了攻擊，撤出戰鬥。
2時30分，美軍的驅逐艦投入了戰鬥。美軍驅逐艦部隊分為兩個分隊，從東西兩個方向向西村艦隊發射魚雷。不料日軍早有警覺，用探照燈把美艦照得雪亮，並施以猛烈的炮擊。美軍驅逐艦頓感苗頭不對，迅速施放煙幕撤出了戰鬥。但是，美艦發射的魚雷還是收到了一定效果。日軍1艘驅逐艦被擊沉，另有2艘被擊傷。旗艦“山城”號戰列艦也被美軍的數條魚雷擊中，爆炸沉沒，西村等海軍官兵也隨艦一起消失在漆黑的蘇裏高海峽之中了。另2艘日本戰列艦“扶桑”號也中了1條魚雷，艦長阪匡海軍少將接替指揮，率領殘存的艦艇繼續沿海峽北上。
此時，奧爾登多夫的第三道防禦——戰列艦和巡洋艦編隊，已經在海峽口一字排開，張著炮口等待著這份豐盛的“夜餐”。