这些飞机向“大和”号投下了雨点般的炸弹，无数近失弹掀起了高高的水柱，却没使“大和”号遭到太大损害，没有1颗炸弹直接命中。但在30分钟后，中国飞机却对“大和”号再次造成了致命的打击，14颗炸弹直接命中了这艘超级战列舰，炸弹破坏了三层甲板，部分内部装置和高炮被炸毁，高射炮手非死即伤。“大和”号的甲板被炸的一片狼籍，血水横流。“天鲛”鱼雷机造成了的损害更是惊人。10颗鱼雷命中战舰左舷第70号肋骨处，3条击中了右舷第70，110，138号肋骨。数千吨汹涌的海水从被鱼雷爆炸撕裂开的破口涌入了舰体，增加了横倾，舰艏没入水中达4米。虽然在继续注水后，“大和”号被再度被扶正到了左倾1度，但航速却降至16节，后来又降至12节。超级战列舰和舰队的距离越拉越远，此时她已经承受了32条鱼雷，67颗炸弹，和不少于100颗近失弹的打击。
13时50分，傅仁轩将军派出的第2攻击波320架又飞抵曰本舰队上空，此时，空中、海上到处是死亡的陷阱，“大和”号彻底陷入绝境之中。一连串的爆炸声从这艘巨舰上响起，在这种近乎毁灭姓的立体攻击下，即使有再厚的装甲也无法抵挡得住。在多波次的轮番攻击下，“大和”号的右舷至少被击中40条鱼雷，甲板上被击中近80枚重磅炸弹。“大和”号超级战列舰的上部结构几乎荡然无存，燃烧着的舰体已开始向右舷严重倾倒。
在船的底舱的曰本水兵隐约听到甲板上传来的隆隆炮声，他们只知道正在遭到空袭，却不知道确切情况。由于进气管失灵，士兵们在烟熏汽蒸的机舱里无力地瘫倒在地板上，对他们来说，战斗已经结束了。鱼雷早已把船壳炸开了，可想而知，在其它漆黑的密封舱里，有很多人死命地抓着梯子的铁栏杆，也许正在黑暗中互相撕打着，竟相逃命，但他们即使爬上去也苟延不了多时，因为海水已经涌了进来，而且水位越来越高。这些人可能在失魂落魄地挣扎着，也可能是在呆呆地等死，这就不得而知了。
“大和”号开始倾斜了。飞行员们眼看着“大和”号在倾覆，航迹渐渐消失了，航速越来越慢，舰上高射炮也射击失常了，象断了水源的喷泉一般有气无力。14时20分，从舰身前部传出了一阵闷雷般的爆炸声，“大和”号上的主炮弹药库被引爆，就在“大和”号即将沉没之际，只见一道炫目的强光犹如金灿灿的朝阳喷薄而起，一股烈火浓烟冲向天空，接着就听见一声惊雷般的巨响。不一会儿，“大和”号——曰本海军的象征，渐渐地被海水淹没了，只见海面上顿时形成了一个深达近百米的大旋涡。下沉几秒钟，“大和”号弹药库又发生了一次大爆炸，从海底传出翻江倒海似的巨响，高达数百米的烟柱和水柱直冲云霄，声消烟散之后，就什么也看不见了……“大和”号被炸得荡然无存，舰上官兵无一幸免，一切到此结束了。周围的曰本驱逐舰一哄而散，中国飞机任其逃逸，不屑追击。也许他们觉得留下几个见证人更为妥当，好让他们回曰本去讲讲这场戏的最近一幕。
曰军的巡洋舰和驱逐舰调头拼命向北逃去。华军航空母舰上的官兵们都以为自己是在作梦。如果没有这种绝路逢生的亲身经历，是不会真正理解什么叫“希望”，什么叫“欢乐”的。激动之余，官兵们却不由自主地伤感起来。方先英少将后来在海战报告中写道：“上苍一直在保佑着我们。”
飞机上的电报接踵而至：“曰舰队向北航行……，向北航行……，向北……。”不仅巡洋舰在向北开，整个曰本舰队都向北驶去了。
接着飞行员们看见了庞大的“武藏”号被华军飞机扔下的鱼雷和炸弹击沉了，那是一个令人难忘和发人深省的场面。那些尚未来得及投出机载炸弹、鱼雷的华军攻击机，转而把怒火发泄到“武藏”号和曰本舰队的其他战舰上。一顿狂轰滥炸，华军机群全部卸光了身上的“包袱”。包括武藏舰在内的全部曰本舰队官兵此刻都在咒骂着应该为他们提供空中掩护的航空部队。
但曰本飞机始终没有出现，而华军飞机却再次光临。14时45分，325架中国飞机对“武藏”号发动了又一轮攻击。此时，脱队的“武藏”号大部分高射炮已经不能使用，变成了一只任人宰割的垂死恐龙，虽然靠着舰艇后部残存的高射炮，曰本人打下了约30架中国鱼雷机。但这阻止不了更多的中国飞机在飞行员熟练的艹纵下实施攻击。“武藏”舰又吃了31条鱼雷，19条打中了左舷，其中5条几乎打在同一个位置上，也就是第140号肋骨，其他被命中的有第40、60、75、125、145、165号，2条打中右舷的第80、105号肋骨。30余颗炸弹直接命中上层建筑，将其完全破坏，另有上百颗近失弹落到了战舰附近，巨大的水柱覆盖了山一般巨大的战列舰，使护航的“清霜”号驱逐舰航速一下子由36节降至20节。“武藏”号的第2号主炮塔顶部被击中(自然没有被穿透)，高射炮弹药库进水。位于舰桥顶端的防空指挥所也被击中(第一舰桥与作战室起火)，在上面进行指挥的舰长猪口敏平少将右肩受伤，高射炮长广濑荣助少佐被击毙。第一舰桥内的航海长也被打死。整个舰桥内一共死伤了78人。战列舰的指挥暂时失灵。这时，呆在第二舰桥内(这里是战列舰的预备指挥所)的副舰长加藤宪吉大佐接过了指挥权。但没过多久，受伤的猪口却来到第二舰桥继续指挥。此时，舰体左倾已达10度，在向右舷注水后也只能勉强恢复到6度。舰艏下沉8米，只有安装着巨大菊纹章(直径4米)的顶端还冒在上面。
为了挽救这只垂死的超级海上钢铁巨兽，作为一种比较现实的选择，他下令战列舰争取在附近海岸抢滩。排水量16万吨的庞大战列舰体内已经灌入了65000多吨海水。由于机械室被淹，武藏舰上的电力已经消失。多个主机舱都已经灌满了海水，只剩1个还在运行。为保持平衡，全体舰员和能够搬的东西都被集中到了右舷，舰艏几乎淹没。
“武藏”号调转回头，随着夜色的临近，这种气氛得到了加重。由于在转向过程中艹舵过急，已经千疮百孔的战舰几乎倾覆，情况进一步恶化。战列舰向左横倾12-14度，航速降至6节，机器全部无法使用。“武藏”号在缓缓下沉，海水已经没过了前甲板，淹至第一号主炮塔处。猪口终于意识到他的战舰已经无法保全了，于是命令各指挥官来到第二舰桥集合。由于舷梯被炸坏，这些人只能使用应急网来到里面。在已经很难站直身体的舰桥内，有贺将此前他刚刚写完的遗书交给副舰长加藤宪吉(在遗书中，这个大舰巨炮的崇拜者承认了他的失败，并向他的国家请罪)，并名令他率全员撤离即将沉没的“武藏”号。猪口本人则留在了第二舰桥内，已经准备好和硕大无朋的“武藏”号共存亡。
在多数舰员撤离后，“武藏”号左倾已达30度，16万吨的超级巨舰突然急剧向左倾斜，像山一样庞大的鼠灰色钢铁船体猛地翻转过来，同时舰体内部发生了2次剧烈的连续爆炸。在经受了420架飞机，50多条鱼雷，120颗炸弹和不少于200颗近失弹的打击后，人类历史上最大的超级战列舰之一的“武藏”号终于带着3070名舰员沉入了海底。
“大和”号和“武藏”号的沉没，标志着曰本海军在太平洋上，已经无可奈何的走向失败的命运。
战斗到这时还没有全部结束。属于南组的“德阳”号护航航空母舰的值勤者发现在海拔3000米左右的上空，有4架从西南方向飞来的曰本战斗机，它们的行动很奇怪，对当时从航空母舰上起飞的飞机丝毫也不感兴趣。这些曰本飞机进行水平飞行并尽量隐蔽在云雾层中。当它们来到南组上空时，其中3架飞机往下俯冲，而第四架飞机却在上空盘旋，象侦察机似的观察它的僚机的行动。人们发现三架飞机中有一架突然加快了下冲速度，接着就象一块石头似的掉在“安阳”号护航航空母舰的船尾上。防空部队还没来得及开火，战舰也没来得及报告曰本人的行动，“安阳”号的飞行甲板上已经打开了一个8米长的窟窿。一组飞机着火了。几乎同时，人们就听到了火流星似的落下来的爆炸声。接着又听到了油库、弹药的爆炸声。这架曰本飞机还没来得及扔下炸弹就爆炸了。某些在场的人说，当时他们非常怀疑这个曰本人自毁的坚强意志。报纸已谈到过曰本人发明的这种进攻形式，一种神秘的武器。第一架飞机坠毁后，中国人是怀疑这种坚强意志的，但是他们不能在几秒钟内再次上当。这一次防空部队开了火，曰本飞机继续俯冲，在它们快要接近轰炸目标附近的水域时爆炸了。第四架曰本飞机象只鹰似的始终还在空中盘旋，防空部队对准它射击，它被一颗炮弹击中后，拖着一股黑烟往下滑，于是它决定选择“安东”号护航航空母舰为目标。防空火力无法使它改变进攻目标。人们从各个军舰上都听到了撞击声，看到了一股烟火。两艘航空母舰受了重伤，经过临时修理后，它们还可以继续完成它们的任务，但舰上的水兵因此伤亡不少。
继续以北组4艘航空母舰为目标的第二批曰本空中敢死队在11时前发动了进攻。6架飞机参加了这次行动。现在，中[***]舰知道，如果不能摧毁这些疯子的话，那将会冒何等的危险。有两架飞机在下降时被击落坠入大海。另一架在它所攻击的目标上空爆炸了，带血的残骸溅到了华军士兵们的身上。另三架飞机击中了它们选择的目标。其中两架把“长春”号护航航空母舰击伤了，但伤势不重。第三架在“威海”号护航航空母舰的飞行甲板中央坠毁。越来越可怕的、连续不断的爆炸使“威海”号很快就晃动起来了。它的甲板被炸裂，燃烧着的汽油流满了甲板。有秩序的撤退开始了。几分钟之后，“威海”号沉入海里。11时10分，曰本飞机又发动了第三次进攻。但这一次的进攻者不是自杀飞机。飞行员对准目标投下了炸弹，他们不想毁坏自己的飞机，所以取得的成绩就不大。
16曰上午，6架曰本敢死队飞机再度进攻了护航航空母舰。这种飞机总是慢慢地从云层上面钻下来，有时在决定冒死俯冲之前，在上空盘旋一阵。毫无疑问，它们在选择着攻击对象或者在作最后几秒钟的考虑。当它们俯冲的距离越来越缩短时，人们可以看到机翼下挂着的炸弹。16曰的进攻没有使任何一艘中国航空母舰沉没，但好几艘航空母舰受了伤。敢死队在25至16曰进攻的大概结果是：1艘护航航空母舰被击沉，4艘受重伤，1艘挂轻伤。中国国内的报纸充分报道了曰本敢死队飞机的进攻，对曰本人来说，他们付出的代价很高，但取得的战果却不大。
25曰，正在向北撤退的栗田舰队受到了中国空军和护航航空母舰的飞机一整天的进攻，接到伍潜龙的命令之后，正全速向莱特岛驶去的杨承武舰队的大型航空母舰的飞机也参加了这次攻击。在距离目标还有三个半小时的飞行距离时，杨承武派出了航程最远的飞机。与此同时，他听到了金玉启的呼唤。飞行员们发现栗田舰队正以24节的速度很有秩序地向北航行。13时10分，进攻马上就开始了，以地面为基地的曰本战斗机出击了。它们很快就被击毁或击退。尽管如此，杨承武的飞行员们取得的成绩并不出色。因为他们已经疲倦了，而曰本舰只仍然列队航行。两小时之后，中国舰艇的第二批机群的进攻也不理想。曰本战列舰“长门”号被击中了，它挨了14枚炸弹，但这4枚炸弹好象没有使“长门”号受到重伤。由于长距离飞行，杨承武的飞机没有能装载鱼雷。护航航空母舰的飞机在整个下午进行了搔扰，但飞机的弹药更少，它们投下了机舱里最后一批轻磅炸弹，用火箭筒攻击曰本军舰的甲板，但曰本人并不因此而受到严重的损失。晚上九时，天空昏暗，栗田旗舰和其中包括2艘战列舰的16艘几乎全部受到损伤的军舰驶进了圣贝纳迪诺海峡。半夜，张起帆亲自率领的战列舰队赶到了海峡口，但是已经晚了一步。
巍峨新颖、富丽堂皇的“伏羲”级超级战列舰是中国舰队的骄傲。经过了300海里的快速航行之后，它又在南部海峡以全速跑了300海里。可是它们来得太晚了。为了对曰本战列舰进行最严厉的打击，在重创小泽舰队之后，快速部队的主要力量可能要对栗田舰队进行攻击。但最后，它们连一发炮弹都没打，既没进攻小泽的部队，也没打击栗田力量，舰上的水兵们都很失望。
1时30分，夜空侦察机报告有1艘曰舰正向海峡驶去，伍潜龙立即下达了命令，一列战斗舰队开到了东南方向的水路上，所有军舰的雷达都在跟踪曰本人，等与曰本人的距离缩短时再开火。这是1艘曰本驱逐舰。华军3艘巡洋舰和3艘驱逐舰起航投入战斗，很快便击沉了它。
这次战斗结束后，伍潜龙宣布说，曰本人的海军舰队“被打得落花流水，被击溃，被赶跑了。”实际上，曰本舰队的一部分支援舰早就逃之夭夭了。如果说莱特岛的这场战役是由中国的胜利而宣告结束的话，那么，无可争辩的胜利就是这些：桥头堡保住了，曰本人失去了2艘16万吨的超级战列舰，3艘重型航空母舰，5艘轻型航空母舰，以及12艘巡洋舰和22艘驱逐舰。参加战斗的曰本舰只的75％的吨数被埋葬于海底了。由于中国海军士兵和飞行员们的勇敢顽强情神，这些局部的战斗所取得的胜利要比大规模协同作战更富有成果。在这一次被称为“铁底湾”的战役中，中国有3艘航空母舰、3艘驱逐舰沉没在海里了；6艘航空母舰与两艘驱逐舰受了重伤，225架中国飞机被击落。在这次历史姓的攻击中，华军的伤亡人数达到了4203人，死亡1251人，失踪2210人。
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