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克利夫顿·斯普拉格当时比栗田更为惊慌。巡逻机报击发现敌人后，他就在西面海上看到日舰的塔形舰桅，遂即命令本大队转向，迎着东南风航进。这样，既可加大与日舰之间的距离，又可使飞机起飞。接着，就命令舰载机立即起飞。当460、406和356毫米的炮弹在护航航空母舰周围掀起巨大的水柱时，斯普拉格命令各舰施放烟幕，全速规避，迅速驶入附近的降雨水域。他做梦也没想到，这些航速低、吨位小的护航航空母舰和一些战斗力不强的警戒舰会要同日本的快速水面舰艇部队交锋。因此，他立即用明码发报，请求支援。他说：“如敌大口径火炮对我舰只再继续轰击5分钟，我们的军舰将荡然无存。”
下面记述的就是海战史上一场罕见的追击战，这场追击战竟以意想不到的结果而告终。斯普拉格率领部队在暴风雨中转而向南航进。他认为，第7舰队的水面舰艇部队一经获悉他处于险境之中，便会赶来支援，如果开往莱特湾方向，就有希望在途中遇到援兵。不久，美军的这个大队从暴风雨中驶出，再次暴露在日军面前。但是，栗田部队既不切断斯普拉格大队的退路，也未对其实施突击，却继续沿着原来的航向向东追击。栗田企图在美航空母舰部队的上风占领队位，以阻止美舰迎风航行，使其舰载机不能起飞。
8时，日本的几艘战列舰和重巡洋舰从斯普拉格大队的舰尾方向追来，还有几艘重巡洋舰从其左舷逼近，大有断其后路之势，迫使斯普拉格逐渐向西南方向运动。将近9时，原在战列舰后面跟进的一支巡洋舰驱逐舰部队（巡洋舰1艘、驱逐舰4艘），到达斯普拉格大队的右后方，显然是企图对其合围。
不久，双方的水面舰只就交火了。斯普拉格派3艘驱逐舰，后来又加派3艘护卫舰，前去对来袭的日本驱逐舰进行火炮射击和鱼雷攻击。这实在是一场决死的拼搏。如同一位护卫舰舰长在发起攻击前为激励官兵奋勇杀敌所说的那样：“我们是同绝对优势之敌进行殊死博斗，不能抱有活下来的希望。”这几艘美舰在日军大口径舰炮的密集射击下破浪前进，迫近敌舰进行鱼雷齐射，施放烟雾，尔后退入暴风雨中。
在首次攻击中，“约翰斯顿”号驱逐舰发射的一条鱼雷击中了“熊野”号重巡洋舰，使其丧失机动能力。未过几分钟，其它几艘护卫舰也对“鸟海”号和“筑摩”号重巡洋舰实施了鱼雷攻击。“铃谷”号重巡洋舰被一颗炮弹击中，航速减至20节，后来驶到“熊野”号附近，接走战队司令官及其参谋人员，但“铃谷”号也没赶上队伍，未再参加这场追击战。斯普拉格大队上述攻击行动的最大效果是，迫使“大和”号旗舰及在其后跟进的另一艘战列舰为了规避美军的鱼雷攻击，改变航向朝北驶去，未能继续追击。这样，栗田就看不到美航空母舰，不能掌握战场的战斗势态，斯普拉格大队便乘机撤走了。
当美舰对栗田部队继续实施突击时，“霍埃尔”号驱逐舰中弹40余发，失去机动能力，最后只好弃舰。这艘军舰成了日军集中射击的目标，凡是舰炮射程达得到的日舰，一齐对其射击，弹如雨注，直到将其击沉。几分钟后，舰体被356毫米炮弹炸裂的“塞缪尔·罗伯茨”号护卫舰也倾覆沉没。这时，已受重伤、鱼雷已经用完的“约翰斯顿”号驱逐舰，又发现日本的1艘巡洋舰和4艘驱逐舰来对美航空母舰实施鱼雷攻击，“约翰斯顿”号立即对其开炮射击。这几艘日舰企图切断美军的退路，构成了严重的威胁。“约翰斯顿”号不顾安危，立即向其冲去，虽然遭到敌舰的猛烈炮击，却使日舰不能占领有利的发射阵位，过早地发射了鱼雷，因而未能击中美航空母舰。然后，上述日舰向“约翰斯顿”号驶去，并包围了该舰，集中火力将其击沉。这时，为航空母舰大队担任警戒的另外2艘驱逐舰也中弹受伤。在古今的海战史上，大概没有哪一国海军舰艇能象斯普拉格指挥的护航警戒舰只那样，面对强大的敌人，毫不退缩，英勇奋战，圆满地完成了战斗任务。
斯普拉格的6艘护航航空母舰被栗田部队的几艘重巡洋舰赶到下风方向，再也不能利用烟幕来掩护自己而开始中弹。首先是几艘重巡洋舰从其左后方追来，接着，又有2艘战列舰对其进行炮击……。美航空母舰之所以未被全歼，是出于日军的射击不够精确，美军的损管作业非常得力，日军使用的穿甲弹穿过没有装甲的护航航空母舰的舰壳而未爆炸。然而，“甘比尔湾”号航空母舰中弹过多，无法抢救，终于丧失机动能力，开始倾斜，于9时7分沉入海底。
对抗击栗田部队起决定性作用的是舰载航空兵。克利夫顿·斯普拉格和弗利克斯·斯顿普两个大队所属的鱼雷机、轰炸机和携带炸弹的歼击机，后来得到莱特湾岸基飞机和托马斯“斯普拉格大队（包括袭击“最上”号返航的飞机）所属飞机的支援，在栗田部队上空作战的美军飞机越来战多，这些飞机交替投入战斗，可以持续不断地进行攻击。有些飞机弹药耗尽时，就作模拟俯冲动作，以钳制敌人；有的飞机就近降落到斯顿普大队的航空母舰上，进行加油；有的飞到较远的塔克洛班机场去补充燃油和弹药。在美舰载航空兵的持续突击之下，日军的“鸟海”号、“筑摩”和“铃谷”号3艘重巡洋舰再次受到重创，已濒于沉没。根据日军的教令，遇到空袭时，“各舰可自行机动。”这样一来，中央编队所属的舰只就分得很开，更加混乱了。日军的指挥官们把他们的进攻效果估计过高，以为正在对美国的快速航空母舰编队进行追击。
其实，栗田既失掉了同克利夫顿·斯普拉格大队的接触，也与所属的大部分舰只失去了联系。于是，他认为，既然美航空母舰编队已经逃走，就应把自己的队伍整理一下，9时11分，栗田以20节的航速北上，同时电令所属舰只向“大和”靠拢。粟田下达命今时，有2艘重巡洋舰正与美舰交战，向南疾驰，与美航空母舰已接近到几乎可以直接瞄准的距离。在巡洋舰后面跟进的2艘战列舰也离美舰较近。正在交战的几艘驱逐舰再坚持片刻，就可在搬出战斗之前将“约翰斯顿”号击沉。
几分钟前，看来还一切都对栗田部队有利，但是他却撤出了战斗，这使斯普拉格感到惊愕。于是，斯普拉格便率领所部向25海里以外的莱特湾驶去。
神风特攻队出动
由于栗田部队撤出战斗，第7舰队的几艘护航航空母舰才免于被歼。这不仅在当时看来是一个奇迹，就是在战后也使美国人感到非常神奇。这一天的海战虽然已经告一段落，但是日军的抵抗并未结束。日军新组建的神风特攻队，10月25日出击，首战告捷。这种特攻队由抱有必死精神的飞行员组成。将其命名为“神风”特攻队，是因为忽必烈的蒙古舰队于1273年和1279年两次出兵侵日，均因台风将其舰队吹散而未得逞。后人便称这种强台风为“神风”。
坐镇菲律宾的日本第一航空舰队司令官大西胧次郎海军中将，得知栗田部队开始进攻莱特湾，便认为使用飞行员实施拼死攻击的时机已经到来。可是，缺乏训练的轰炸机飞行员要突破美舰对空火力的严密封锁进行轰炸是不可能的。如果飞行员们驾驶着挂小型炸弹的零式战斗机，对准目标进行冲击，虽然经验不足，如果飞机性能较好，也有可能实施有效的攻击。大西在吕宋岛的克拉克基地，亲自向所属飞行员们提出了这种攻击方法，立即得到大家的赞同。即使采取这种攻击方法也为时已晚。但是日军还是决定使用这种令人毛骨悚然的新战法，来对抗美军日益增长的海上优势。
为了配合水面舰艇部队对莱特湾的进攻，日军航空部队连续4天都动用了神风特攻队。但因天气不良，或因搜索不当，而未发现任何目标。24日，在吕宋岛附近，日军以常规的攻击方法对谢尔曼的航空母舰特混大队进行了攻击，但战果甚微。这一事实说明，迫切需要寻求有效的攻击方法，以获得更好的战果。如果“神风”式攻击方法确是一种有效的歼敌手段，那么，以事实来证明这一点的时机已经到来。果然，第二天早晨，“神风”特攻队成功地进行了首次突击。
10月25日拂晓，由6架飞机组成的“神风”特攻队从棉兰老岛的达沃机场起飞，在向北飞行途中，发现托马斯·斯普拉格的护航航空母舰大队。美护航航空母舰的舰载机正准备起飞去袭击栗田部队。这时，上述6架零式战斗机从大约3300米的高度穿过密云俯冲下来，有的进行接近垂直的俯冲攻击。这几架“神风”飞机直接冲向“彼特洛夫湾”号和“桑加蒙”号护航航空母航，由于高射炮火的抗击，未能命中目标。但是，这个大队的另外2艘护航航空母舰“苏万尼”号和“桑提”号被特攻机击中，飞行甲板和机库甲板均被炸弹炸穿。在一片混乱之中，有一艘日军潜艇悄悄地接近到“桑提”号附近，进行了鱼雷攻击。这2艘航空母舰虽被击伤，但仍能保持自己的队伍，并及时采取了报管措施，几小时后又投入了战斗。
接近中午时，栗田部队突然停止射击，从克拉克基地起飞的“神风”机对已遭重创的克利夫顿大队进行追击，有1架特攻机向“基特坎湾”号俯冲下来，虽然稍稍偏了一点，但仍较成功，使“基特坎湾”号遭到重创。另有2架“神风”机冲向“加里宁湾”号（该舰