Ngày 20 tháng 10-1944, Tập đoàn quân số 6 được yểm trợ bởi các cuộc không kích và bắn phá của không hải quân, đã đổ bộ lên bờ biển phía Đông đảo Leyte, thuộc nhóm đảo Visaya, về phía bắc của đảo Mindanao. Quân Nhật tại đây đã đánh giá sai tương quan lực lượng hai bên khi đã cố gắng đẩy lùi cuộc đổ bộ bằng việc khơi mào cho trận hải chiến tại vịnh Leyte, diễn ra vào ngày 23 đến 26 tháng 10. Chiến thắng quyết định trong trận này đã loại bỏ hoàn toàn sức mạnh Hải quân của Đế quốc Nhật Bản và thúc đẩy cuộc đổ bộ sau đó lên đảo Leyte.

Trong khi Tập đoàn quân số 6 tiếp tục tiến một cách vững chắc từ hướng Đông, quân Nhật gấp rút huy động lực lượng để củng cố khu vực vịnh Ormoc ở mặt Tây hòn đảo. Cùng thời điểm đó nhánh không lực 5 đã sẵn sàng bẻ gãy mọi nỗ lực của quân Nhật tại đây. Những cơn mưa tầm tã cùng với địa hình phức tạp đã khiến cho cuộc hành quân qua hòn đảo Leyte và đảo Samar lân cận về phía Bắc thêm phần khó khăn. Đến ngày 7 tháng 10-1944, các đơn vị quân Mỹ đã đặt chân tới vịnh Ormoc, và sau một trận đọ sức bằng không quân và bộ binh, mọi cố gắng chi viện và tăng cường lực lượng của quân Nhật cho Leyte đều bị bẻ gãy. Mặc dù các trận đánh dữ dội vẫn tiếp diễn vài tháng sau đó, nhưng hòn đảo đã nằm hoàn toàn trong tầm kiểm soát của Tập đoàn quân số 6.