扶桑山城姐妹的不幸，与其说生不逢时，更不如说是日本海军高层决策性的悲剧。为了刻意追求强大火力，不考虑船体的承受能力而加上了大量的大型炮塔（火力不足恐惧症），前后两个高耸的舰桥也使得船体中间部分变得十分脆弱，扶桑就是这一设计的直接受害者，而后期更是想要改造成航空战舰这一不伦不类的存在。结果是两舰全炮齐射，所产生的暴风会直接袭击舰体本身，而加入了这么多的攻击性装备，即使进行大改航速也只有24节，只能作为护卫舰使用。到了二战后期，日本海军高层也认识到了这样的航速和脆弱的船体结构在面对美军新式战舰和航母时几乎毫无还手之力，直接舍弃不用。虽然在二战末期日本海军战力吃紧，扶桑两姐妹作为主力参与莱特湾海战，但悲剧似乎早就已经注定。

  随着太平洋战争的战局持续的恶化，所有二线级的战舰也奉命进入战场，在增加了新的电探(雷达的旧日式语法)及增设了一定数量的防空机枪之后，于昭和十九年(1944)二月进入了联合舰队在太平洋的泊地—特鲁克岛，成为联合舰队的附属舰。

苏里高海战

在1944年10月，美国和日本于莱特湾附近海域爆发海空大战。在短短三天四夜里，双方投入军舰500余艘，战沉32艘，共计34.2万吨，是人类历史上最大规模的海战。而莱特湾战役期间，双方在苏里高海峡进行了一场水面舰艇之间的激战，史称“苏里高海峡之战”。

    日联合舰队得知盟军于1944年10月20日在莱诗岛开始登陆，便令其第1、第2游击部队从北、南两个方向袭击来攻的敌登陆编队。根据大本营的“捷1号”作战企图(见莱特海战)，第1游击部队指挥官栗田海军中将把所属舰只分编为两支部队。一支在他亲自率领下绕道锡布延海(见锡布延海海战)，穿过圣贝纳迪诺海峡，沿萨马岛南下(见萨马岛海战)，以便从北面突入莱特湾；另一支以“山城”号、“扶桑”号2艘旧式战列舰、“最上”号重巡洋舰和4艘驱逐舰“朝云”、“山云”、“满潮”、“时雨”组成

  由于航速较低，只能抄近路，取道苏里高海峡，准备协同第2游击部队从南面突入莱特湾。第2游击部队在志摩清英海军中将的指挥下，于10月18日从奄美大岛出发驶往马公待命。大本营原计划以该部队为主实施反登陆，后来把它的任务改为从南面实施突击。为此，志摩部队于21日离开马公，23日18时驶抵菲律宾西部的科龙湾，补充油料后又于24日2时出港，向苏禄海进发，期与西村部队在海上会合。西村部队于22日15时30分从文莱出航，初往北进，继向东行，至24日天明已经进至苏禄海东部。

10月24日上午，西村舰队遭受了美军的27架舰载机骚扰，但并无大碍。 

由于南路舰队和中路舰队严守电报寂静，西村无法与栗田和志摩协调他们的步骤。当他于02:00进入苏里高海峡时，志摩在他后面约40千米，而栗田还在锡布延海，离莱特岛的海岸还有好几个小时。

  他们刚刚开过帕纳翁岛，就闯进了美国第七舰队为他们设置的圈套。杰西·奥尔登多夫少将的六艘战列舰（密西西比号、马里兰号、西弗吉尼亚号、田纳西号、加利福尼亚号和宾夕法尼亚号，除了密西西比号以外，其余战舰皆在珍珠港被击沉或重创过，将在这场海战中大复仇。）、八艘巡洋舰、29艘驱逐舰和39艘鱼雷艇已经严阵以待。要穿过海峡打击登陆军，西村必须通过鱼雷艇施放的鱼雷，闯过两组驱逐舰警戒线，在六艘战列舰以及两队巡洋舰的集中火力下通过海峡来到海峡另一端的登陆地。

约至25日2时30分，美军向鱼雷艇队发出撤出战斗的信号，而指挥驱逐舰部队投入战斗。首批派出的驱逐舰部队分为两群，沿海峡两岸全速南下，一东一西对敌实施鱼雷攻击，尔后，施放烟幕，撤出战斗，虽受日舰猛烈炮击，但未受损伤。

  在这次攻击中，美驱逐舰共发射47条鱼雷，将山云击沉，将山城、扶桑、满潮、朝云击伤。扶桑中雷退出队列，不久发生剧烈爆炸，舰体折断，分在两处漂浮燃烧(后沉没)。但西村并未因此而停止前进，仍率其余部一面向美驱逐舰猛烈还击，一面向北急进。于是，奥尔登多夫又令第2批驱逐舰出动，继续进行拦截。这批驱逐舰又分为两个战术群：甲群从敌左侧，乙群从敌右侧先后实施鱼雷攻击。西村旗舰“山城”号又被击中3条鱼雷，已受伤的满潮、朝云再次中雷，终于沉没。

山城号和最上号不断被战列舰的穿甲炮弹重创。最上号巡洋舰转身逃跑，但丧失了机动能力。山城号于04:19沉没。

   25日3时50分许，当西村残部进至离美战列舰、巡洋舰配置线约2．1万米距离时，奥尔登多夫的诸巡洋舰首先开炮。接着，各战列舰的主炮也开始射击。约在18分钟内，共发射16英寸和14英寸炮弹约300发、8英寸和6英寸炮弹4000余发。

   “山城”号不仅中弹多发，舰桥下面起火，而且受到驱逐舰的第3次鱼雷攻击。其右舷连中两条鱼雷，舰体横倾剧增，数分钟后即倾覆沉没。“最上”号的舰首被炸毁，失去了战斗能力，遂蹒跚地掉头后撤。“时雨”号后甲板中弹，又被几颗靠近弹炸伤，见大势已去，便转舵南撤。西村部队几乎全军覆没，西村本人也随旗舰葬身海底。

  0425时，志摩的那智号和足柄号重巡洋舰以及八艘驱逐舰到达战场。志摩以为他看到的那两段残片是西村的两艘战列舰的剩余（实际上它们是扶桑号的两段），他认识到通过海峡是毫无希望的，因此下令转身撤退。在混乱中，他的旗舰那智号与焚烧的最上号相撞。丧失机动能力而落后的最上号第二天被飞机击沉。扶桑号的前半部被一艘美国重巡洋舰击沉，后半后来也沉没了。西村舰队的七艘船中，只有一艘驱逐舰时雨幸存。

（山城是最后一艘与其它战列舰交战的战列舰，也是少数几艘被其它战列舰击沉的战列舰之一。）

  奥尔登多夫通过雷达发现日舰开始撤退，立即派出巡洋舰和驱逐舰进行追击。金凯德命令护航航空母舰派出舰载机追击敌人。远远落在后面的“最上”号又遭到空袭，终于丧失机动能力，后来日军自己将其击沉。正在组织力量追歼残敌时，奥尔登多夫接到关于日海军主力在萨马岛附近出现，登陆地域告急的电报，则急速集结部队，向莱特湾东口航进。苏里高海峡海战遂告结束。