Утром 17 октября передовые десантные отряды американцев захватили острова у входа в залив Лейте, что ознаменовало начало крупной Филиппинской десантной операции союзников, считающейся едва лине переломным моментом в ходе Второй мировой войны на Тихом океане. 20 октября американцы высадили крупные десанты уже и на сами Филиппинские острова — в дело была введена 6-я армия генерал-лейтенанта Уолтера Крюгера. После успешной высадки на острова авианосец «Энтерпрайз» было решено отправить к атоллу Улити для осуществления дозаправки и пополнения боеприпасов и других необходимых запасов. Однако после получения тревожных сведений о выходе крупных сил японского флота к заливу Лейте 23 октября «Энтерпрайз» повернул обратно для усиления группировки американских войск в районе Филиппинских островов.

Сражение у залива Лейте произошло, согласно американской военно-морской истории, в периоде 23 по 26 октября 1944 г., а в соответствии с отечественными источниками — в период с 24 по 25 октября. В ходе этого грандиозного сражения авиагруппа «Энтерпрайза» покрыла себя неувядаемой славой, нанеся в разное время удары по кораблям всех трех корабельных соединений японцев, принимавших участие в сражении: центрального (еще называется диверсионным ударным соединением) под командованием вице-адмирала Такэо Куриты, южного (соединение С под командованием вице-адмирала С. Нисимуры и второе диверсионное ударное соединение под командованием вице-адмирала Кийохиде Симы) и северного под командованием вице-адмирала Йисабуро Одзавы. В конечном итоге после многих часов ожесточенных атак японцы отступили, потеряв в итоге 24 корабля (в том числе четыре авианосца), в то время как американское соединение недосчиталось только семи кораблей, в том числе и четырех авианосцев. Но «Энтерпрайз» уцелел и до самого конца октября продолжал курсировать в водах около острова Самар и залива Лейте. Затем его направили к Улити для пополнения запасов и отдыха экипажа и летчиков корабельной авиагруппы.

В следующем месяце, в ноябре 1944 г, самолеты «Энтерпрайза» атаковали объекты японцев в районе Манилы и в районе острова Яп, а 6 декабря «Большой Э» вернулся в Перл-Харбор.

Под занавес уходящего 1944 г., 24 декабря, авианосец принял на борт авиагруппу, летчики которой были специально подготовлены для проведения ночных налетов. Через несколько дней корабль присоединился к остальным силам оперативной корабельной группы TG-38.5, которая в течение января 1945 г. действовала в водах к северу от пролива Лусон и в северо-восточной части Южно-Китайского моря, нанося в ночное время суток удары по объектам японцев на острове Формоза и на юго-востоке нынешнего Китая, а также нарушая судоходство противника в водах вплоть до побережья Индокитая.

Авианосец «Энтерпрайз». Сентябрь 1945 г.	Авианосец «Энтерпрайз». Октябрь 1945 г.

После непродолжительного захода на атолл Улити «Энтерпрайз» 10 января 1945 г. присоединился к оперативной корабельной группе TG-58.5, в составе которой осуществлял воздушное прикрытие действий других авианосцев оперативного соединения TF-58, самолеты которых 16—17 февраля 1945 г. бомбили Токио и другие объекты на территории метрополии.

После этого самолеты «Большого Э» в период с 10 февраля по 9 марта 1945 г. обеспечивали воздушное прикрытие и непосредственную авиационную поддержку американским морпехам, высаживавшимся на остров Иводзима. В ходе этого грандиозного сражения, стоившего жизни не одной тысяче американских и японских солдат и вошедшего практически во все учебники военной и общей истории, авиагруппа «Энтерпрайза» даже умудрилась установить своеобразный рекорд военного времени: в наиболее напряженный момент сражения авианосец осуществлял авиационное прикрытие своих войск на острове в течение 174 ч непрерывно.

9 марта корабль отправился обратно на атолл Улити, а 15 числа того же месяца он вновь вышел в море для ночных бомбардировок островов Хонсю и Кюсю, а также нарушения морских коммуникаций противника в акватории «внутреннего» Японского моря. 18 марта авианосец был поврежден в результате попадания одной японской авиабомбы и шестью днями спустя вошел в бухту атолла Улити, где располагалась американская военно-морская база, для ремонта.

5 апреля «Энтерпрайз» снова поддерживал свои войска в ходе операции по высадке на японский остров Окинава. 11 апреля 1945 г. «Большому Э» не повезло: в этот день в него врезался самолет камикадзе, и корабль настолько серьезно пострадал, что вынужден был пройти трехнедельный ремонт на Улити.

6 мая авианосец вернулся к Окинаве. 14 мая он получил свое последнее боевое повреждение: на этот раз его «достали» сразу два японских летчика-камикадзе. Первый недотянул до палубы совсем немного и упал в воду в непосредственной близости от корпуса авианосца: взрывом заряда на «Энтерпрайзе» повредило энергетическую установку и часть оборудования электроэнергетической системы корабля, в нескольких местах также был пробит и борт авианосца. Второй же летчик-смертник врезался в корабль в районе его носовой части: был полностью выведен из строя носовой лифтовый подъемник, погибли 14 и были ранены 34 военнослужащих. Авианосец отправился в Соединенные Штаты и 7 июня 1945 г. встал на ремонт на военно-морской верфи «Пугет Саунд» (Puget Sound Naval Yard) в Бремертоне.