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瓜达尔卡纳尔岛战役结束后，美日海军都损失惨重，双方都没有能力在太平洋上发动新的攻势。对于美国而言，他们需要中最快的时间恢复海军的实力，而对于日本而言，在丧失了不可替代的单元后，已经不得不从战略进攻转为战略防御，在浩瀚的太平洋上，北起阿留申群岛，经日本本土、硫磺群岛、小笠原群岛、威客岛、马绍尔群岛和吉尔伯特群岛，形成了横跨太平洋南北的一道防御锁链；与美军太平洋舰队正面，马绍尔群岛和吉尔伯特群岛防御链条被日本称为“外层防御圈”；马里亚纳群岛被称为“绝对防御圈”，屏护菲律宾、台·湾岛和琉球群岛；进而挡住美军进击东南亚、中国和日本本土。
西南太平洋战事
年初，麦克阿瑟的西南太平洋战区所属部队在南太平洋战区第3特混舰队的协同下，对日寇在南太平洋上的重要基地新不列颠岛北部的拉包尔实施封锁。12月15日，美军在俾斯麦群岛的新不列颠岛南部登陆，并在岛上建立了前进基地；在该岛北部，美军陆战第1师登陆后，在岛上修建了2座机场。到了年初，新西兰第3师攻占格林岛；3月20日美军夺取拉包尔西北达米恩岛，至此完成对拉包尔的封锁。此后，美军将封锁拉包尔的任务转交给澳大利亚部队，美军从新不列颠岛撤出。年9月6日，在拉包尔的日寇第8方面军司令今村均和海军东南方面舰队司令草鹿任一向盟军投降。
在所罗门群岛，美军第37、第43和第25师在南太平洋战区的美第3舰队和第3两栖舰队的护送下，于年8月攻占新乔治亚岛；10月攻占韦拉拉韦拉岛；12月美军陆战第3师在布干维尔岛登陆、建立海军基地，随后在上述三处岛屿修建了3座机场，形成对布干维尔岛上日寇第17军的牵制。该部在神田正种的指挥下，下辖日寇第6师团和独立混成第38旅团，此后长期被困于布干维尔岛，直至年9月2日向澳大利亚军队投降。
在新几内亚，美军在年10月夺取莱城、萨拉莫阿和芬什哈芬。尽管日寇在南太平洋地区丧失了战略主动权，但其大本营仍决心尽最大努力守住新几内亚岛的西部地区。为此，在荷兰迪亚建立了一个较大的供给和保养基地，以支援在新几内亚担任守备的第18军。之所以在荷兰迪亚建立基地，是因为这里距离盟军进攻最前沿基地公里，而盟军第5航空队最大作战半径仅为公里。
麦克阿瑟的作战计划是攻占荷兰迪亚、摧毁日寇的供给基地，使新几内亚4万多兵力的第18军失去补给，以削弱其对澳大利亚的进攻威胁。此次作战的难度，除了达成战役的突然性以外，更重要的是在夺取荷兰迪亚及日后在此地坚守所需的空中支援保障。因为这个地区距离日寇在新几内亚和加罗林群岛的日空军基地较近，对尼米兹的航母舰队构成了巨大的威胁，所以他的航空母舰只能在这片海域停留4天，麦克阿瑟必须在航母舰队撤离前，开辟一条陆基航空基地。
年3月30日开始，盟军美第5航空队开始对驻守在新几内亚威瓦克和汉萨湾的日寇第18军实施空袭，并将日寇机场及架作战飞机摧毁。日寇对美军的行动视为对第18军进攻的前奏，完全没有意识到盟军的目标是荷兰迪亚。4月22日，麦克阿瑟的舰队出现在荷兰迪亚海面，美军先由2个团在艾塔佩岛登陆，随即向守岛部队发起进攻，同时工程部队迅速在岛上修建了一个野战机场，并以陆基战斗机支援作战。4月24日，该岛被全部攻占。
在22日当天，美军第41师和第24师在距离荷兰迪亚东、西两地各40公里处登陆，由于达成战役突然性，美军在夺取荷兰迪亚的过程中仅遭遇日寇轻微的抵抗，至4月27日，两支登陆部队会合，荷兰迪亚作战随时结束。此役，美军仅伤亡余人，日寇则阵亡人，另有人逃往丛林。
此战结束后，日寇第18军陷入盟军的包围之中，其东面有盟军的地面部队；西面的补给线被荷兰迪亚和艾塔佩登陆的美军切断；北面是盟军控制的太平洋海面；南面是无法逾越的丛林。
年5月27日，盟军登陆新几内亚的比阿岛。登陆前，侦查显示该岛驻有日寇约人，而实际上该岛驻有名日寇。当美军从比阿岛南面上陆时，并未遇到较强抵抗，部队顺利占领了滩头。然而，日寇的战术是将美军诱入岛内加以打击。他们在密林覆盖且布满蜂窝般洞穴的山头上巧妙构筑了防御工事。当美军从海滩向岛上丘陵地带前进时，遭到了在洞穴防守的日寇的猛烈反击，双方遂展开惨烈的争夺战，致使这次登陆最终演变成一场太平洋战争中最残酷的战斗之一。6月29日，在比阿岛登陆的美军经血战歼灭了日寇主要抵抗力量，控制了该岛，但肃清守军残余的行动却一直延续到8月份。此役美军因伤病损失近万人，日寇伤亡约1万人。
6月28日，被包围在威瓦克的日寇第18军所部4万余人开始向西突围，被美军击退。7月31日，麦克阿瑟主动发起进攻，歼灭日寇第18军主力，其余分散逃入丛林。年9月13日，日寇第18军残部在司令安达二十三的带领下，向澳大利亚部队投降。至此，盟军已经基本控制了新几内亚，并将战线推进公里，麦克阿瑟下一个目标是菲律宾群岛。
吉尔伯特群岛战役
为准备向西跨越太平洋的进攻，尼米兹于年1至10月间在夏威夷、斐济和新赫布里底群岛集结了一支规模庞大的军队。到10月底，其麾下已聚有由斯普鲁恩斯海军中将指挥的第5舰队和第5两栖编队，该两栖编队拥有运输保障10万余人作战部队的能力。此外，尼米兹还拥有驻守在埃利斯群岛的第7航空队及暂归麦克阿瑟调遣的哈尔西第3舰队及陆战力量。尼米兹的首要作战目标是攻占吉尔伯特群岛。 尼米兹认为，一旦占领吉尔伯特群岛，就可以在此建立前进基地，为下一步攻取马绍尔群岛作准备。
年11月20日，盟军在马金岛登陆，并消灭岛上多名日寇，攻占该岛。但在夺岛过程中，日寇潜艇击沉美护航航母1艘，致舰上名官兵殉难，远远超过了美军登陆中的伤亡。
塔拉瓦岛是一个由环礁围成的城堡，岛形呈扁状，面积仅1.2平方公里，岛上如蜂巢般林立着日寇的地下掩蔽部和约个碉堡、障碍物和坚固的支撑点。塔拉瓦岛被珊瑚暗礁环绕，其开阔地带均进行了潜艇布雷，且在海滩上继满了倒剌铁丝网。由于侦察不严密，美军没有发现暗礁。尽管美军预先进行了空中轰炸，海军也实施了炮火准备，但并未触动日寇的坚固防御工事。当美军海军第2陆战师发起冲击时，遭到地下工事中日寇的顽强抵抗，使这次战斗成为美国军事史上伤亡比例最高的战例之一。
马绍尔群岛战役
马绍尔群岛由32个珊瑚岛和许多小岛群组成，在周围40万平方公里的洋面上有多个珊瑚礁，海区面积达.5万平方公里，陆上面积平方公里。群岛由西北至东北形成并排的两列，其中位于中心的夸贾林岛是第一大岛。
根据美军情报部门侦察，马绍尔群岛的防御由日本海军第4舰队所属的地面部队担负。该舰队共有地面兵力2.4万人，飞机约架，分布在6个小岛的机场上，海上兵力为2个猎潜艇中队，约有10艘猎潜艇。守岛日寇由于兵力不足，只能重点防守米利、俄特杰、马侏罗、夸贾林、贾卢伊特和埃尼威托克等6个大岛。
日寇判断，吉尔伯特群岛失守后，马绍尔群岛的东部已暴露在盟军面前，米利环礁必定成为盟军的首攻目标。据此，决定在夸贾林岛及附近环礁部署0多人兵力，其余抽调兵力重点加强米利环礁的防御，以迟滞和阻止盟军的进攻。
年12月14日，在珍珠港召集的会议上，尼米兹宣布了最后确定的进攻马绍尔群岛的“燧发枪”作战计划。由于日寇已经加强了距离夏威夷较近的马吉拉普岛和沃吉岛的兵力，在盟军的作战计划中将夸贾林岛作为进攻的首选目标。计划中还确定以刚夺取的吉尔伯特群岛的机场为基地，对马吉拉普岛和沃吉岛实施重点轰炸来迷惑日寇，
登陆部队则直插夸贾林岛。负责两栖作战指挥是第5两栖编队的凯利特钠少将；登岛部队包括美军步兵第7师、第4海军陆战师和美军第27师1个营。在空中支援方面，盟军集结了以12艘航母为基地的架作战飞机和架以陆地为基地的作战飞机，战役指挥斯普鲁恩斯将军。
年1月29日，盟军开始对马绍尔群岛的夸贾林岛、塔拉瓦岛和马金岛实施轰炸，而且有意减少对夸贾林岛的轰炸，以避免被日寇识破攻击方向。而且在这一轮3天的轰炸中，岛上机场和飞机大部分被击毁，仅9架飞机逃到特鲁克岛。
1月31日，美27师1个营登陆夸贾林岛海里处、日寇未设防马侏罗岛，作为后续作战的后勤基地。2月1日，美军第7师开始登陆夸贾林岛，随即遭到日寇的反扑，美军在航母舰载飞机的空中支援下，得以压制日寇的进攻。2月4日下午，美军占领整个夸贾林环礁。在环礁湖对面，美第4海军陆战师的部队只用了48小时就攻占了罗伊岛和那慕尔岛以及连接两岛的狭窄堤道。随后开始了在组成世界上最大环礁的97个小岛上肃清日寇残敌的战斗。由于美军充分利用海空优势打击日寇，因此在整个作战过程中美军伤亡轻微，在上陆的4.1万人中，仅亡人，伤约人。而日寇0人的守备部队，人战死。坐镇特鲁克基地的日联合舰队司令古贺峰一大将，鉴于日本舰队缺乏空中掩护，未敢派主力出战，仅派出部分潜艇对美军登陆部队进行了袭扰，其中4艘被击毁。
2月17日，特纳的第5两栖编队将美军第2陆战师输送到马绍尔群岛另一个大岛埃尼威托克环礁，在这里同样遭到日寇第1两栖旅多人的顽强抵抗，美军凭借海空的绝对优势，很快夺取该岛并全歼守岛日寇。
在美军攻占埃尼威托克岛的同时，为了防止日寇来自特鲁克群岛的增援，美第58特混舰队抽调了3个战斗群，对特鲁克群岛实施了大规模的轰炸。为避免被歼，日联合舰队司令古贺峰一迅速命令日舰主力撤离特鲁克群岛，逃至菲律宾海域。尽管如此，美军仍以损失25架飞机和1艘航空母舰遭重创的代价，取得了击毁日寇飞机架，击沉作战舰艇15艘、辅助舰船24艘的战果。
至此，马绍尔群岛作战结束，日寇在太平洋上的“外围防御圈”被美军突破，日寇“绝对防御圈”上的马里亚纳群岛失去屏障。
马里亚纳群岛战役
马里亚纳群岛位于菲律宾以东，由大小近百个岛屿所组成，各岛屿由北向南延伸，形成一条长约海里的绵延弧线。其中较大的岛屿为关岛、塞班岛、提尼安岛和罗塔岛。该群岛是日寇阻遏美军从中太平洋进军、保卫日本本土的重要门户，也是美军向西太平洋和远东发展进攻的必经之地。
马绍尔群岛的陷落使日寇大本营极为震惊。为了确保马里亚纳群岛和加罗林群岛的安全，年3月4日，日寇大本营成立以南云忠一中将为司令官的中太平洋舰队，任务是配合陆军防守马里亚纳群岛。同时，日本大本营以原日本海军第2和第3舰队为基础成立了第1机动舰队，司令官为小泽治三郎。该舰队拥有航空母舰9艘（日本在二战后期建造的航母多为商船、邮船改造，船体笨拙缺乏机动性能）、战列舰5艘、巡洋舰13艘、驱逐舰28艘和架舰载飞机。它分为3个战斗群；第1战斗群由栗田健男中将统率，辖航空母舰3艘、战列舰4艘及一些巡洋舰和驱逐舰；第2战斗群由小泽海军中将亲自指挥，编有3艘主力航空母舰及一些巡洋舰和驱逐舰；第3战斗群由上岛海军中将统率，由航空母舰3艘、战列规1艘及一些巡洋舰和驱逐舰组成，是第1机动舰队的后备力量。
5月3日，该舰队主力驻泊于菲律宾群岛的塔沃，日本大本营认为，由于海军战斗力趋于下降，而盟国海军实力日益强大，在这种情况下，改变这一不利态势的最有效的方法，就是进行海上决战。鉴于此，日本海军联合舰队制定了“阿”号作战计划。该计划企图在美军西进时，出动日本海军联合舰队的主力第1机动舰队，在菲律宾群岛以东至帛琉群岛海城诱歼美海军的主力。
由于日寇认为美军下一步进攻方向更可能是加罗林群岛，因而忽视了对马里亚纳群岛的防御。在美军登陆前，日寇在该群岛的工事刚进行了一半，大炮的掩体尚未修建完毕，抗登陆的防御障碍仍未敷设。在该群岛上日寇的守备兵力为：塞班岛3.2万人，提尼安岛人，关岛1.8万人，另有数千人驻守在其余部分小岛上，总计有地面兵力6万余人，飞机架，以及少数担负日常警戒和运输的舰艇。
美军在攻占了马绍尔群岛之后，决定绕过日寇已坚固设防的加罗林群岛，跨越约海里的路程直取马里亚纳群岛。美军攻占马里亚纳群岛的目的是：占领该岛作为海空军前进基地，以便进一步夺取西太平洋的海空控制权；切断日本本土与南太平洋诸岛之间的海上交通线，为下一步向帛琉、菲律宾、台·湾和小笠原群岛进攻打开通路，并为“对日本本土实施远程轰炸”创造条件。
这次代号为“奇袭”的战役行动，是美军在太平洋战场发起反攻后规模最大的一次两栖作战行动。为确保战役胜利，美军的计划准备工作耗费了长达3个月的时间，拟动用中太平洋的几乎全部海空力量及地面部队。在“奇袭”计划中，登陆部队将分为南北两路，“北路进攻部队”由美第2和第4海军陆战师组成，定于6月15日在塞班岛登陆，待牢牢控制该岛之后，再夺取附近的提尼安岛；“南路进攻部队”以美第3海军陆战师为骨干组成，其任务是伺机攻克关岛；美陆军第27师为战役预备队，在海上担负机动接应任务。
担负登陆部队运输任务的是美第5两栖编队，该编队拥有艘舰船，其中有12艘护航航空母舰、5艘战列舰和11艘巡洋舰。
在第5两栖编队的后面，是斯普鲁恩斯上将统率的美国第5特混舰队，它包括7艘战列舰、21般巡洋舰和69艘驱逐舰，此外还有一个战斗力极强的第58航空母舰特混编队，辖4个航空母舰群，共有主力航母15艘，作战飞机架。这支海军力量将协同第5两栖编队担负起把12.7万余名美军从夏威夷和瓜达尔卡纳尔岛运往马里亚纳群岛的任务。
从年4月起，第58航母特混舰队对加罗林群岛的特鲁克实施空袭，将日寇在该地的陆基航空部队摧毁，彻底消除了对盟军登陆的空中威胁。
年6月6日，在诺曼底登陆的同一天，斯特鲁恩斯指挥中太平洋舰队艘庞大舰队开始“奇袭”行动。6月11日，舰队抵达关岛附近，第58航母特混舰队在随后的几天击落马岛附近日寇陆基飞机架，掌握马岛制空权。
6月15日晨，美军开始在塞班岛登陆，20分钟后，0多名美军登上塞班岛，当天傍晚，2万多名美军登陆。
16日，驻守塞班岛的日寇第43师团开始向美军反击，随即遭到海面美军驱逐舰的炮击。此后，日寇又发起多次反击，直至第43师团损失3/4的兵力后，师团长斋藤义次才放弃反攻的企图。
在16日当天，美军在菲律宾群岛巡逻的潜艇报告，日寇两支大型海军舰队正在向东行驶，斯特鲁恩斯判断日海军主力的目标是马里亚纳群岛。为此，美军决定暂停登陆关岛，原计划登陆部队增援塞班岛，由米切尔指挥的第58特混舰队和斯特鲁恩斯亲自指挥的第5舰队准备迎战日寇联合舰队主力、小泽治三郎指挥的第1机动舰队。
在最初的2天，双方均保持无线电静默，并派遣侦察飞机搜索对方舰队位置。6月19日，小泽致电关岛守备部队，致使斯特鲁恩斯发现日本海军位置，但因距离太远，舰载飞机无法到达。当晚，米切尔出动舰载飞机轰炸关岛日寇空军基地，摧毁战斗机30架、轰炸机5架，日寇陆基航空力量全部丧失。6月19日，双方位置均暴露，随即展开空战。在这一天，小泽连续4次主动发起进攻，共计出动飞机架次，损失飞机架，战损率66%。与此同时，美军2艘潜艇突破日寇舰队警戒，发射鱼雷将日“大凤”号航母（小泽旗舰）、“翔鹤”号航母击沉，小泽治三郎只能撤离战场。
6月20日，米切尔率领的追击部队发现正在撤退途中的日本海军第1机动舰队，再次击沉日“飞鹰”号航母。
6月18日，美海军陆战队继续在塞班岛激战，由于米切尔统率的航空母舰和其他美军舰只改变行动计划，无法给登陆部队提供足够的海军火力支援，故岛上美军的每一步推进都付出了高昂代价。尽管如此，美军仍在日落时占领了日寇主机场。21日，随着日舰队在菲律宾海战中的失败，斋滕将军已意识到他的守军已孤立无援。在这种情况下，他命令岛上日寇死守到最后一粒子弹，旨在使美军为夺取塞班岛付出沉重代价。与此同时，美第2和第4海军陆战师以及刚上陆不久的美陆军第27师由南向北稳步推进。
到7月初，美军已将日寇逼退到塞班岛北部1/3的地方。随着美军压缩式地推进，残余日寇的抵抗越来越激烈。登陆部队总指挥海军霍兰史密斯将军由于对美军前进速度不满，解除了陆军拉尔夫史密斯少将对第27师的指挥权，亲自指挥作战。到7月6日，美军的压力已使龟缩在塞班岛北角山润里的日寇彻底绝望，守岛日寇司令斋膝义次和日寇中太平洋舰队司令南云忠一相继自杀。7月9日，塞班岛之战结束。此战美军伤亡1.6万人；日本军死亡人数约为2.7万人，仅人被俘。
7月21日，美军第77步兵师和第3陆战师登陆关岛。岛上日寇依旧向美军一次次发动自杀式进攻，均被美军击退。7月29日，美军开始进攻关岛北部、日寇最后困守的地域。8月10日，守岛司令小田自杀，余部逃入岩洞丛林。在关岛，日寇损失18人，其中10人战死；美军伤亡0人。
年7月，刚刚在新几内亚取得胜利的西南太平洋战区部队，和在马里亚纳群岛取得胜利的太平洋战区部队在菲律宾群岛会合。由于两支部队在太平洋的反攻速度比预期计划大大提前，甚至美国参谋长联席会议还没有来得及明确盟军下一步的具体行动方案。7月下旬，美国总统罗斯福亲临夏威夷，与尼米兹和麦克阿瑟等太平洋美军诸将领商讨下一步行动方案。
由于尼米兹和麦克阿瑟所代表的军种不同，所以在下一步作战方向上存在很大的分歧。尼米兹认为：“盟军下一步行动应撇开菲律宾群岛，直取中国的台·湾和日本的门户硫黄、冲绳诸前哨岛屿，一旦这些目标被占领，即可直接实施攻取日本本土的计划……为达成这一目的，原西南太平洋战区所属的美军部队，除保留2个师及几个空军中队外，应全部归属到中太平洋战区。”
麦克阿瑟当即对这一计划提出了反对意见。他认为：“无论从战略上还是从政治需要上出发，撇开菲律宾群岛都是不可取的。从战略上讲，菲律宾是日本本土通向南方资源区的必经之路，一旦该群岛被盟军收复，日本获取资源的通道将被封锁，其工业生产必将很快处于瘫痪状态。若盟军绕过菲律宾群岛，直接正面攻击台·湾、硫黄和冲绳，其损失之惨重将大大超过占领这些前哨岛屿所获得的利益。而且，即使夺取了这些前哨据点，也并非能导致日本人抵抗意志的崩溃。相比而言，盟军占领菲律宾不仅所付出的代价要小得多，而且对日本的打击也远远超过占领台·湾岛。”此外，麦克阿瑟还从政治上强调了菲律宾的重要性，指出1万菲律宾人仍然忠于美国。
经过权衡，罗斯福决定采纳麦克阿瑟的意见，要求陆军和海军密切配合，共同夺取菲律宾战役的胜利，尼米兹当即表示尊重总统的决定，全力支援麦克阿瑟的作战行动。
在考虑配合陆军进攻菲律宾群岛的问题上，尼米兹认为第3舰队的哈尔西长期在西南太平洋战区配合麦克阿瑟，遂决定在菲律宾群岛作战也由哈尔西协助麦克阿瑟。但哈尔西的第3舰队远离菲律宾群岛，斯特鲁恩斯的第5舰队和第5两栖舰队则在菲律宾附近，如两个舰队调换防区，则容易造成混乱。最终尼米兹决定双方指挥官、司令部和番号互换，原第3舰队改为第5舰队；第5舰队改为第3舰队；第58特混舰队改为第38特混舰队。
菲律宾群岛战役
在菲律宾群岛，驻有日寇第14方面军，由山下奉文指挥。该部下辖第35军、第41军。其中，第35军第16、第12师团2.2万人驻守莱特岛，陆军航空部队在此前的作战中损失惨重，原有架飞机仅剩余架，集中部署于吕宋岛克拉克空军基地。年7月24日，日寇大本营下达战备命令，要求海军联合舰队在菲律宾海域继续寻求与正在菲律宾的美军太平洋舰队决战，以确保日本本土防御圈的安全。
与此同时，麦克阿瑟制定夺取菲律宾的“雷诺”作战计划，决定盟军在莱特湾登陆，并攻占棉兰老岛，摧毁日寇航空力量；尔后向北进攻莱特岛，最终攻占菲律宾全境。9月6日，哈尔西第3舰队所属航母开始对菲律宾群岛南部实施轰炸。期间，仅遭遇日寇陆基飞机轻微的抵抗，由此哈尔西认为日寇陆基航空力量薄弱，他向麦克阿瑟和尼米兹提议跳过棉兰老岛直接夺取莱特岛，菲律宾战役得以提前两个月实施。
10月16日，美第3两栖舰队和第7两栖舰队抵达莱特湾，担任护航任务的是美第7舰队和以第38航母特混舰队为主的第3舰队，两支舰队共辖32艘航空母舰，上述舰队由哈尔西统一指挥。
10月17日，当麦克阿瑟和哈尔西将注意力集中于莱特岛之时，日联合舰队司令丰田副武（接任山本五十六的古贺峰一已于年3月因飞机失事丧命）在判明盟军的动向后，决定实施其蓄谋已久的“捷1”号海上决战计划。
随着其作战命令的下达，分散在四周的日联合舰队按照预定计划开始从四面八方集结。小泽治三郎的北方舰队从日本海驶出，直扑吕宋岛附近的菲律宾海域，该舰队由4艘航空母舰、2艘战列舰、3艘巡洋舰和8艘驱逐舰组成，其任务是引诱哈尔西的第3舰队离开莱特湾，为其余日寇舰队消灭登陆美军创造条件；栗田健男海军率领的中央舰队是计划中歼灭莱特湾美国海军舰队的主要力量，它由2艘超级战列舰，即“大和”号和“武藏”号、3艘普通战列舰、12艘巡洋舰和15艘驱逐舰组成，该舰队从马来亚、婆罗洲和中国沿海迅速驶向东北，然后折而向南驶向莱特湾；南方舰队由西村崇次指挥，从琉球群岛出发驶向莱特湾。
丰田副武企图集中中央舰队和南方舰队主要的海上力量，粉碎麦克阿瑟的运输舰及其护航战舰。
10月20日清晨，由陆军第6集团军所属的第24步兵师、第1骑兵师、第27步兵师和第96步兵师开始登陆莱特岛。至当天夜里，13.2万名美军和20万物资装备上陆，后续部队正在陆续登陆，麦克阿瑟也于10月21日登上该岛。
10月23日，由栗田健男指挥的日本海军中央舰队在巴拉望岛暗礁海域被美军2艘潜艇发现。次日凌晨，美军潜艇发射鱼雷，击中栗田健男旗舰，栗田健男不得不在未到达战场就将自己的指挥部迁往“大和”号战列舰。
10月24日，美军同时发现日本海军中央舰队和南方舰队；而停泊在北面吕宋岛、作为诱饵的小泽航母舰队并没有被发现。哈尔西决定，派第38特混舰队第4战斗群迎击南方舰队、其余3个战斗群在指定位置集结，准备迎击中央舰队。
中午，哈尔西的舰载机开始对中央舰队发起攻击，在没有空中掩护的情况下，中央舰队完全没有还手之力，“武藏”号战列舰很快被3枚鱼雷击中，但仍能继续航行；1时30分，“武藏”号再次被击中，航行速度开始减慢，同时“大和号”航母被2枚炸弹击中；在不久后的第3轮攻击中，7枚鱼雷击中“武藏号”；下午3时20分，被17枚炸弹和19枚鱼雷击中后，栗田健男命令“武藏”号船员弃舰，随后率领残部撤离战场，当晚“武藏”号沉没。
当中央舰队撤离后，哈尔西终于发现日本海军航母舰队。他认为：日海军中央舰队已经撤离战场，不再构成威胁；金凯德的第7舰队完全可以对付日南方舰队，莱特湾海域不会再有危险，遂决定第38特遣的4个战斗群倾巢出动，北上追歼小泽航母舰队。
但此时美军将领在战场上的沟通出现严重问题，正在莱特湾内支援登陆的第7舰队司令金凯德虽然知道哈尔西北上，但误以为在莱特湾出海口、萨马岛以南海域会至少有1个航母战斗群守卫。而撤离战场的日海军中央舰队掉头返回时，该海峡没有一艘美军舰船；不仅如此，日南方舰队也从苏里高海峡抵近莱特湾。
10月24日夜，日南方舰队和美第7舰队遭遇，两支舰队爆发了一场传统海战。南方舰队在2个小时的海战后，遭遇重创。随后又再次被奥尔登多夫指挥的美战列舰和巡洋舰组成的战斗群伏击，其前卫舰队除1艘驱逐舰逃脱外，包括舰队旗舰在内的舰艇全部被击沉，西村崇次本人也葬身大海。
10月25日拂晓，栗田健男的中央舰队驶入莱特湾，此时在莱特湾只有斯普拉格指挥的第7舰队下的护航航母舰队的1个分遣队，这支分遣队有6艘小型护航航母和6艘驱逐舰，舰队航母没有对付战列舰所需的穿甲弹，舰载机的鱼雷也非常有限，实力明显弱于日本海军中央舰队。正在指挥追击日南方舰队的金凯德得知消息后，立即电告哈尔西，请求立即增援莱特湾，但为时已晚。
8时20分，斯普格拉的舰队只剩下几艘护卫驱逐舰未受伤，3艘护航航母已经沉没，舰载飞机在向莱特岛简易机场转移时损失惨重，舰载机的鱼雷和炸弹也几乎耗尽。当未载弹的美军飞机再次返回交战上空佯装进攻时，栗田健男惧怕遭受打击下令撤退。
10月25日晨，哈尔西在恩加诺角开始向日航母舰队发起进攻时，收到莱特湾的求援电报，他领命第38特混舰队第1战斗群立即返航，其余部队按原定计划围歼日海军舰队。当天上午，美军的两轮进攻就击沉“瑞鹤”号重型航母和1艘轻型航母，另有2艘轻型航母被重创。此时，金凯德和尼米兹发来措辞激昂的救援电报，愤愤不平的哈尔西只好率领战列舰舰队南下，将后续作战交给第38航母特遣舰队司令米切尔。在当天下午的海战中，日海军“瑞凤”号和“千代田”号航母被击沉，小泽率领包括“大和”号在内的2艘战列舰、2艘巡洋舰和6艘驱逐舰撤离。
在莱特湾海战期间，美日在莱特岛上的争夺也进入了白热化。山下奉文为固守莱特岛，从吕宋岛的部队紧急输送4.5万人到莱特岛和1万吨的补给物资。美军此时登陆部队也已经达到17万人。美第6集团军克服据守中部山区防御工事的日寇的顽抗，向前缓缓推进。在右翼，美第10军同时从陆上和海上向位于日第35军防区北部的核心地带利蒙逼近；在左翼，第24军迅速向日寇在西海岸上的主要基地乌目前进。
12月7日，一支美军登陆部队在日寇防守地域的南翼上岸。在增援部队配合下，美第6集团军司令克鲁格于12月7日发动了一次钳形的侧翼包围战，并于12月10日攻占了利蒙和乌目。12月20日，从南面推进而来的第77师和从北边攻过来的第1骑兵师、第24师在利邦会师，包围了日第35军，切断第35军同其可资利用的最后一个港口帕洛蓬的联系。到12月25日，日寇在莱特岛上的所有有组织地反抗均被粉碎。此役日寇亡近7万人，美军损失1.5万余人。
吕宋岛是菲律宾群岛第一大岛，山下奉文在该岛集结了25万日寇，并制定“放弃滩头、纵深防御、寻机围歼”的作战计划。在吕宋岛北部，日寇集结14万余人，企图阻止盟军在林加延湾登陆；在中西部部署3万人保卫那里的机场；在南部部署8万人守卫菲律宾首都马尼拉和马尼拉湾。
盟军为攻占吕宋岛，增派美第8集团军和澳大利亚第1集团军，这样在菲律宾群岛盟军已经拥有3个集团军28万人。年1月9日，克鲁格第6集团军2个军4个师在吕宋岛北部林加延湾登陆，当天6.8万美军及装备上陆，格里斯沃尔德的第14军随即南下向马尼拉推进，斯威夫特的第1军负责掩护第14军侧翼和后方，阻止山下奉文南下增援。
第14军的进展非常顺利，该军在1月底已经抵达马尼拉20公里处；第1军则遭到日寇北部集团的强大压力，为了保护第14军的后方，麦克阿瑟亲临前线，指挥第6师阻击日寇坦克部队的突袭，随后第6集团军预备队2个师增援，将日寇的进攻击退。1月29日，艾克尔伯格的第8集团军在南部上陆，配合第14军会攻马尼拉。
在马尼拉，有日寇1.8万海军陆战部队和0名陆军部队，指挥官拒绝了山下奉文“放弃马尼拉”的命令，决心死守该城。2月4日，美军攻入马尼拉市区，随即陷入血战。2月20日，日寇退守内城。3月4日，最后一小股有组织的日寇被消灭时，马尼拉古老的内城一片废墟。此战，日寇仅数百人被俘，其余全部战死。
2月21日，美第34师攻占吕宋岛西海岸日寇最后一个据点，收复巴丹半岛。
3月15日，美第6集团军向困守在北部的日寇发动最后的清剿，但由于地形复杂，山下奉文的5万多日寇一直抵抗到二战结束才放下武器。在吕宋岛战役期间，美军伤亡4万余人，日寇死亡19.2万人，被俘7余人。
在太平洋上，盟军凭借海上和空中的绝对优势，使日本在1年多的时间里节节败退。日寇在这期间多次企图与美军舰队在海上决战，终因实力相差太悬殊而失败，尤其是米切尔指挥的航母特混舰队，已经成为名副其实的海上堡垒。
美军攻占菲律宾后，日本本土与东南亚资源地的海上运输线被切断，这对日本已很脆弱的战时经济来说无疑是雪上加霜。菲律宾战役之后，太平洋战场的形势发生了对盟军极为有利的变化，美军可以菲律宾群岛为基地，直接对日本本土发起攻击。
