在「妙高」號被擊中之後，「武藏」號的厄運也開始降臨，10點33分，4架「復仇者」式魚雷機從「武藏」號右舷方向實施攻擊，經驗豐富的美軍飛行員把4條投放得十分精準，「武藏」號根本避無可避。不過這其中有2條魚雷由於入水過深，最後直接從「武藏」號艦底穿過，另外2條魚雷則成功命中了「武藏」號的右舷，並且造成了相當嚴重的後果：在中雷的一瞬間，「武藏」號艦體右傾6度，艦體右側船壁嚴重受損，5號輪機艙和7號、11號鍋爐艙牆壁損壞，海水逐漸湧入艙內，對航速產生了很大影響。「武藏」號的輪機長齋籐謙平海軍大尉事後回憶了當時的場景：「一陣蒼白的綠色閃光頃刻之間就照亮了整個輪機艙，而且似乎還向前鑽進了7號鍋爐艙，向後則往輪機艙裡面竄了有50多尺之遠。在此之前有一陣巨大的轟隆聲，它是那麼的具有欺騙性，以至於幾乎讓人以為魚雷擊中的是左舷。閃光之後緊接著就能夠聽見彷彿蒸汽溢出來的『嘶嘶』聲，然後又是一陣沉悶的轟隆聲。右舷的艦體好像裂開了，不斷有海水湧入，很快就漲到了2尺深，使得輪機艙裡面的我們雙腳都被浸在了水裡面，並且在艙室傾斜的甲板上面踉踉蹌蹌地摔到了左舷。我們在海水之中掙扎了一會兒，之後終於站穩了腳跟，並且手把手地夠著了梯子，所有人最後好歹都藉著這個梯子逃了出來。在到達甲板之後我們個個都滿面污垢、狼狽不堪。」
魚雷爆炸產生的巨大震動還使「武藏」號主炮的前部方位盤完全卡死，從而喪失了工作能力，導致炮塔再也無法進行旋轉，這對於以主炮為最大殺傷武器的「武藏」號來說不呰於一道晴天霹靂。其實早在美軍飛機發起攻擊的時候。「武藏」號炮術長山田武光海軍大尉就曾經向艦長豬口敏平海軍少將（就是之前那個豬口力平的哥哥）請求允許「武藏」號發射三式對空彈，但是卻遭到了斷然拒絕，之前「大和」號在美軍飛機來襲的時候都已經使用了三式對空彈，「武藏」號為什麼不用呢？原來，作為日本海軍第一炮術專家，在聯合艦隊內部被譽為「炮術之神」的豬口敏平，十分清楚三式對空彈對炮膛的磨損作用，為了把這種「大煙花」一樣的對空霰彈射上萬米高空。就需要更大份量的發射藥包，這樣就勢必會嚴重增加炮管的燒灼和磨損，使得火炮的射擊精度下降。雖然「武藏」號現在受傷不輕，但是豬口敏平仍然念念不忘在殺進萊特灣之後還要利用主炮的巨大威力擊沉美軍的登陸艦隊。他不能讓「武藏」號的主炮受損。
「大和」號是這一次空襲的幸運兒，除了艦艏部位被1枚近失彈傷及之外，「大和」號成功地躲過了美軍飛機的全部攻擊。到了10點53分，第38特混艦隊的第一波攻擊宣告結束，戰果是造成了「妙高」號重巡洋艦身受重傷退出戰鬥。並且最終被美軍潛艇所擊沉，另外還擊傷了「武藏」號和「長門」號2艘戰列艦，美軍方面只有1架「復仇者」式魚雷機和2架「地獄俯衝者」式轟炸機被擊落。在美軍飛機離開之後，栗田健男命令艦隊恢復18節航速。並且重整隊形，為了避免遭到美軍潛艇的攻擊。栗田艦隊採取了z字航線機動前進。
中午11點54分，由「埃塞克斯」號艦載機聯隊聯隊長安德森.菲利普斯海軍中校率領的第二波攻擊機群。包括15架「地獄貓」式戰鬥機、22架「復仇者」式魚雷機、33架「地獄俯衝者」式轟炸機，再次飛臨栗田艦隊上空，這一次美軍飛機再次集中力量圍攻「武藏」號和「大和」號。
「蒼鷺呼叫樹袋熊，第1分隊攻擊敵『大和』號，第2分隊攻擊敵『武藏』號，一字縱隊連環攻擊。」這一次美軍飛機來勢洶洶，從5000米高空接近到距離栗田艦隊10海里左右的時候，菲利普斯中校就果斷地下達了攻擊命令。接著菲利普斯中校便身先士卒，駕駛著「地獄貓」式戰鬥機俯衝而下，憑藉著嫻熟的飛行技巧，強健的身體素質，敏捷的動作反應，三番兩次地冒著小日本猛烈的防空炮火，架機逼近在「武藏」號旁邊護航的「矢矧」號輕巡洋艦，對艦上的小日本高射炮位實施掃射。在菲利普斯中校的表率作用之下，美軍戰鬥機飛行員個個奮勇爭先，士氣空前高漲，大家輪番而上，對「矢矧」號連續實施低空掃射，打啞了艦上的高射炮火，為後續轟炸機和魚雷機的攻擊成功地撕開了一個缺口。
「地獄俯衝者」式轟炸機和「復仇者」式魚雷機迅速由雙人字隊形變成一字縱隊，一架接一架地從被菲利普斯中校他們所撕開的缺口，向位於栗田艦隊中央的「大和」號和「武藏」號實施攻擊。不過似乎今天可能是「大和」號的幸運日，它這次又只是挨了2枚近失彈而已，不過倒霉的「武藏」號卻再次遭到了18架美軍飛機的圍攻。
起初，9架「地獄俯衝者」式轟炸機利用雲層的掩護，從艦艏和艦尾兩個方向對「武藏」號實施攻擊，共計取得2枚命中彈和7枚近失彈的戰果。1枚炸彈命中「武藏」號左舷15號肋骨附近，從艦艏甲板直接貫穿而下，把甲板左側都炸得翻捲了起來，另外那枚炸彈命中了「武藏」號左舷第138號肋骨附近，貫穿了上層甲板，並且在中層甲板的10號士兵居住艙爆炸。爆炸產生的火焰蔓延到2號輪機艙和10號、12號鍋爐艙，2號輪機艙的蒸汽管道破裂，高溫高壓的蒸汽狂噴而出，充斥了整個艙室，使其無法使用。由於在之前的第一波攻擊之中，5號輪機艙已經受損，這樣一來，「武藏」號的動力只剩下1、3、4號輪機艙，只能使用3軸推進，航速降低到20節。
接下來，又有9架「復仇者」式魚雷機在距離「武藏」號左舷400米的距離上面發射了魚雷，有4條魚雷沒有能夠命中目標，另外5條魚雷分別命中了「武藏」號左舷第67、80、110、124、145號肋骨附近，造成艦體左傾6度，艦艏下沉2.5米。「武藏」號這次再遭重創，艦長豬口敏平在炮術長山田武光的強烈請求之下，終於同意主炮使用三式對空彈平射低空飛過來的「復仇者」式魚雷機。不過在發射三式對空彈的時候，小日本忙中出錯，沒有及時清空「武藏」號的甲板。在一片混亂之中，倉促進行射擊的「武藏」號主炮激起的巨大炮口風暴橫掃了整個甲板，許多正在對美軍飛機進行射擊的高射炮位被風暴掃過，人員和沒有固定牢靠的設備紛紛落入水中，許多脆弱的光學瞄準鏡也被損壞，一時之間，「武藏」號的防空火力銳減。更加倒霉的是，在激戰之中竟然有高射炮炮彈被主炮射擊產生的炮口風暴給捲進了1號炮塔的中央炮管，直接引爆了裡面的三式對空彈，導致主炮的液壓系統管道破損，失去了仰俯能力。
下午1點12分，雷克斯中校率領著從第1特混大隊起飛的16架「地獄貓」式戰鬥機、20架「復仇者」式魚雷機、32架「地獄俯衝者」式轟炸機再一次氣勢洶洶地對栗田艦隊發起了攻擊。和「武藏」號同樣倒霉的「矢矧」號輕巡洋艦遭到3架「地獄俯衝者」式轟炸機的圍攻，右舷艦艏被命中1枚1000磅炸彈，造成揚錨機艙起火，水線以上部位被炸開一個3米左右的大口子，水線以下部位出現多處小裂口，33號肋骨之前的艙室全部進水，艦艏捲曲，揚錨機和聲納無法使用，航速下降到22節。運氣好得出奇的「大和」號這次又只被1枚炸彈命中右舷前部，當場引起了火災，不過在10分鐘之後就被「大和」號的艦員給撲滅。
「雀鷹呼叫紅嘴鷗，立刻分成3個小隊，第1小隊從中路8000英尺高空，第2小隊從左翼5000英尺低空，第3小隊從右翼3000英尺低空，對敵『武藏』號發起攻擊！」雷克斯中校大聲地通過無線電向魚雷機編隊下達了進攻命令，目標就是栗田艦隊之中最倒霉的「武藏」號。
「雀鷹呼叫鴨嘴獸，立刻組成一路縱隊，利用雲層的掩護，從10000英尺高空隱蔽接近『武藏』號艦尾，俯衝轟炸其艦尾部位。」看到魚雷機編隊已經按照自己的命令從三個不同方向和不同高度對「武藏」號發起了攻擊，雷克斯中校也率領著鴨嘴獸分隊的9架「地獄俯衝者」式轟炸機在3000米空中繞了一個彎，向「武藏」號的艦尾部位飛過去。雷克斯中校的意圖很明確，就是利用魚雷機從三個不同方向和不同高度正面吸引小日本的防空火力，真正的殺手鑭還是自己的這9架「地獄俯衝者」式轟炸機。
一切正如雷克斯中校所料，9架「復仇者」式魚雷機從不同的角度和高度對「武藏」號發起的進攻，立刻就吸引住了小日本的防空火力，從而忽視了身在3000米高空，利用雲層掩護飛行的「地獄俯衝者」式轟炸機分隊。在魚雷機分隊成功地吸引住小日本的防空火力之後，雷克斯中校率領著9架「地獄俯衝者」式轟炸機，後發先到地成功繞飛接近了「武藏」號艦尾後方上空。(未完待續……)