如果說「地獄俯衝者」式轟炸機扔下來的炸彈還只是癬疥之疾的話，那麼來自於水下魚雷的攻擊對於「武藏」號來說就極其致命了，9架「復仇者」式魚雷機投下的魚雷之中有5條命中「武藏」號左舷2條命中右舷，魚雷爆炸造成第2輪機艙進水被淹，喪失了工作能力，從而導致「武藏」號現在只能以兩軸推進，航速銳減到16節。「武藏」號艦體外側破壞加劇，向左傾斜15度，艦艏下沉達到8米，艦艏已經完全浸在海水之中，1號炮塔也部分沒於水中，魚雷爆炸激起的水花甚至濺到了最上層甲板上面。
除了「武藏」號之外，在旁邊進行護航的「利根」號重巡洋艦和「清霜」號驅逐艦也遭到了美軍飛機的攻擊，「利根」號左舷艦艏和右舷中部中彈，爆炸導致右舷中部的高射炮彈藥供應室起火，不過隨即就被撲滅。「清霜」號被命中6彈，1號魚雷發射管被炸毀，2號鍋爐艙被炸壞，航速減低到20節，無線電設備損壞，喪失了無線電通訊能力。
3點30分，喬治派出的最後一波攻擊機群飛臨了栗田艦隊上空，這是從第5特混大隊起飛的10架「地獄貓」式戰鬥機、14架「復仇者」式魚雷機、19架「地獄俯衝者」式轟炸機，由「薩拉托加」號艦載機聯隊聯隊長奧斯本.哈迪森海軍中校率領。
「飛燕呼叫槍烏賊，第1分隊立即採取夾擊戰術。集中攻擊『武藏』號前方艦隻。」看到受傷的「武藏」號已經被團團包圍保護了起來，哈迪森中校臨機應變地下達了攻擊命令，讓魚雷機分隊首先發動攻擊，即使它們不能夠命中小日本軍艦。但是至少也能夠讓栗田艦隊出現混亂，從而為轟炸機分隊擊沉「武藏」號創造機會。
「飛燕呼叫槍烏賊，第2分隊組成一路縱隊，對『武藏』號左舷實施攻擊。」看到魚雷機分隊已經冒著栗田艦隊猛烈的高射炮火俯衝到低空，吸引住了小日本的防空火力，哈迪森中校果斷地命令轟炸機分隊對「武藏」號實施俯衝攻擊。19架「地獄俯衝者」式轟炸機，一架緊接著一架，在空中構成一條漂亮的弧線。向著目標「武藏」號急速俯衝而下。
由於沒有戰鬥機在空中進行預警，因此小日本護航艦隻的高射炮火反應相對來說就要慢了一些。「武藏」號前方的「濱風」號驅逐艦被1枚炸彈命中，2號鍋爐艙損壞，航速減低到22節。「籐波」號驅逐艦被2枚炸彈分別命中前部右舷和炮塔部分，不過尚能繼續戰鬥。「長門」號戰列艦這次也再次被命中2枚炸彈，1枚炸彈命中1號鍋爐艙左舷進氣口，造成通風管道破壞，更加危險的是。炸彈爆炸的碎片飛進了1號鍋爐艙的送風機，造成1號鍋爐艙暫停使用，航速降至20節。另外那枚炸彈命中士兵餐廳，貫穿天花板之後在通信指揮室的後部爆炸。造成通信指揮室、電信室、密碼室被破壞，14名小日本通信兵當場死亡。不過經過緊急搶修。「長門」號之後還是暫時修復了1號鍋爐艙，航速也恢復到23節。
由於在前四波的攻擊之中「武藏」號左舷受損最為嚴重。所以哈迪森中校決定繼續給小日本雪上加霜、火上澆油，再次集中全力從左舷發起進攻，使得「武藏」號又被命中5條魚雷，左舷的幾個艙室立刻進水，艦體向左傾斜得更加厲害了。本來，「武藏」號可以通過艦上龐大的注排水系統來控制艦體的平衡，但是「地獄俯衝者」式轟炸機扔下的1枚炸彈卻陰差陽錯地恰好命中了「武藏」號的注排水控制室，炸壞了全部閥門，排水泵現在已經無能為力，唯一的辦法就是向右舷艙室對稱注水。右舷的主輪機艙和主鍋爐艙是底層最大的艙室，可以注水3000噸，它們進水之後，理論上應該可以使「武藏」號扶正，代行指揮權的副艦長加籐笠原海軍大佐不等裡面的輪機兵和鍋爐兵全部撤出來，就冷酷無情地下達了注水命令。
在「武藏」號底艙，輪機兵和鍋爐兵隱隱約約地聽到甲板上面傳來的隆隆炮聲，但是他們並不知道戰鬥的具體情況，由於電力中斷，抽風機排煙受阻，機艙裡面煙氣騰騰，小日本水兵昏頭昏腦地堅守在各自的戰鬥崗位上面，倍受煎熬折磨。就在這個時候，海水突然之間湧了進來，一下子漲到1、20米，由於所有的水密艙門全部都被關閉，頃刻之間，海水就把輪機艙和鍋爐艙裡面的上百人送進了地獄。
「武藏」號犧牲了右舷主輪機艙和鍋爐艙，但是最後不僅沒有消除左傾，反而還喪失了一半動力，航速銳減到6節，對於空中的美軍飛機來說就幾乎是靜止不動的，成為了攻擊的活靶子。「復仇者」式魚雷機趁此良機，爭先恐後地從低空進入，它們就像是在進行投雷表演似的，把「武藏」號的左舷再次撕開了一個大口子。「地獄俯衝者」式轟炸機也不甘示弱，它們呼嘯而下，使「武藏」號命中了10多枚炸彈，「地獄貓」式戰鬥機也一展雄風，把許多甲板和艦橋上面的小日本官兵當場擊斃。
「飛燕呼叫槍烏賊，轟炸任務結束，立即撤退返航！」看著海面上已經奄奄一息的「武藏」號，雖然還在頑強地掙扎著，但是哈迪森中校知道它已經無藥可救了，況且美軍飛機的彈藥也已經消耗完畢，留下來也沒有什麼用，所以哈迪森中校果斷地下達了返航命令。
當美軍飛機攻擊結束之後，展現在栗田健男面前的是一幅無比淒慘的景象，自己的艦隊自從上午10點鐘以來，已經連續遭到美軍飛機五個波次的攻擊，「武藏」號和「妙高」號喪失了戰鬥力，「大和」號、「長門」號、「利根」號、「矢矧」號等多艦受傷，雖然迄今為止還沒有哪艘軍艦沉沒，但是隨著美軍飛機攻擊頻率的越來越高，飛機數量的不斷增加，出現重大損失只是時間問題而已。栗田健男認為現在並不是按照事先的「捷一號作戰」計劃那樣由他和岸基航空兵部隊並肩作戰，反而是他在孤軍奮戰，如果繼續前進，只會遭到美軍飛機更加頻繁和更大規模的攻擊，艦隊也將面臨無法預計的重大損失。於是在下午4點鐘的時候，栗田健男下令艦隊向左一齊轉向，航向改為290度，掉頭向西撤退，暫時規避美軍飛機的鋒芒，與此同時，他還向聯合艦隊司令部發報：「自10:30—15:30，米軍艦載機300餘架次先後來襲，頻率與機數都在不斷增加，迄今岸基航空兵部隊索敵攻擊之成功難期，而我逐次受損累增。此時突入萊特灣，不過徒為敵之盤中餐而已，勝算實難預料。故而暫時向敵空襲圈之外避退，以待友軍之戰果確認之後再行策應進擊，當否？」
這份電報使得聯合艦隊司令豐田副武感到分外震驚，之前他一直收到栗田健男關於每次空襲的戰報，對於栗田艦隊的情況還算基本瞭解，但是如今栗田健男突然提出這樣的問題，讓豐田副武感到十分棘手。豐田副武左思右想，認為在美軍艦載機的攻擊面前，栗田艦隊即使撤退，仍然處於敵人的攻擊範圍之內，並不能夠減少損失。而且此時如果一旦選擇退卻，再想要重新尋找有利戰機就比較困難了，還不如現在就拚死一搏，於是豐田副武於晚上7點鐘向栗田健男下達了那道著名的「確信天祐神助，全軍突擊！」的命令。
不過在豐田副武下達出擊命令之前，栗田健男還是率領著艦隊一直向西撤退，這樣一來，喪失動力的「武藏」號和大部隊之間的距離就越拉越大了，這時候「武藏」號向左嚴重傾斜，前甲板已經完全沉沒於水中，附近只有「利根」號和「清霜」號在進行護衛。作為「武藏」號的上司，曾經以聯合艦隊參謀長的身份在該艦上面生活戰鬥過的第1戰隊司令宇垣纏海軍中將對其特別眷戀，於是請求栗田健男增派1艘驅逐艦前去保護，栗田健男同意派出「島風」號驅逐艦前去增援。宇垣纏滿含深情地向「武藏」號發出信號：「盡全力保全戰艦！」然後才率領第1戰隊向西撤退。
由於第38特混艦隊這時候已經發現了從日本本土南下的日軍航母艦隊，所以暫時沒有繼續派出艦載機攻擊栗田艦隊，看到沒有美軍飛機再次來襲，栗田健男不等豐田副武的回電，就在5點14分下令艦隊掉頭東返。6點鐘的時候，栗田艦隊在向東航行過程之中再次遇到了「武藏」號，宇垣纏向其發信號詢問：「還能夠自己航行嗎？」得到的回答是：「左舷內側軸尚可使用，操舵可以實施。」但是誰也沒有想到，這竟然是宇垣纏和「武藏」號之間的最後一次通信。
6點20分，栗田健男命令受傷的「濱風」號驅逐艦接替完好無損的「島風」號驅逐艦護衛「武藏」號，並且讓「利根」號重巡洋艦回歸編隊與主力部隊會合。豬口敏平感覺「武藏」號很有可能沉沒，所以事先讓「島風」號接走了艦上接納的「摩耶」號重巡洋艦的倖存官兵。(未完待續……)