Begge skibe var blevet repareret i tide til at deltage i den næste store offensiv, Filippinerne kampagne, der begyndte med invasionen af Leyte
I oktober 1944. Begge skibe støttede landgangen, hvilket udløste japanerne til at lancere Operation Shō-Gō 1, et større flådebryde, der resulterede i slaget ved Leyte-bugten den 23.-26. oktober. "California" og "Tennessee" deltog som en del af bombardementsgruppen under kontreadmiral Jesse B. Oldendorf i en del af det komplekse slag, aktionen ved Surigao-strædet, natten til den 24.-25. oktober. Der ødelagde den allierede flåde den japanske sydlige styrke bestående af et par gamle slagskibe, en tung krydser og fire destroyere; kun en japansk destroyer undslap den overvældende allierede flåde. "California" og "Tennessee" affyrede kun kortvarigt i løbet af kampen, da en miskommunikation mellem deres kommandører næsten førte til en anden kollision, som kastede dem ud af affyringsposition. Ikke desto mindre var de til stede ved historiens sidste slagskibsslag.