将近中午时分，美军派出的第二波45架飞机抵达战区，将"武藏"号上的一个兵员室炸毁，大火旋即蔓延到第10、12号锅炉室，导致"武藏"号动力系统大半瘫痪，军舰速度越来越慢，进而拖累整个栗田舰队的行动。13时17分，第三波美机逼近，20架飞机分成三组扑向"武藏"号，此时两舷的高射炮多半无人操作，庞大的军舰完全裸露在美机面前，短短几十秒里，美机发射了8枚鱼雷，其中4枚命中，有生还者回忆："当鱼雷钻进舰体的那一刻，伴随着剧烈的爆炸声，可以感觉到'武藏'号的钢铁躯壳也开始颤抖起来。"
