为应对可能到来的菲律宾中部战事，日本海军对此也有所准备。如为准备机动舰队作战所必需的大型舰队泊地，日本海军完善了塔威塔威泊地（苏禄群岛）以及吉马拉斯海峡（内格罗斯岛）泊地，且从1944年初开始分别配备防守部队，同时建设水中防守设施和防空设施。不过日本海军在菲防御的真正加强，还是在上述大本营防御方针出台之后才开始的，但已为时太晚。这些措施包括以下几个方面。
首先，加强水上特攻基地的建设。1944年8月以后，除了在多处敷设鱼雷外，日军还计划建造适合海军陆战用的阵地，但因为材料以及建设队运输迟滞的问题，建设进程缓慢，等到10月美方于莱特登陆时，塔克洛班附近的水上特攻基地仍在建设中，实际完工的只有宿务的甲标基地和科雷希多岛的震洋基地。
其次，增设陆上航空基地。日军航空部队在菲律宾已经有3个固定的基地，分别位于马尼拉、萨兰加尼跟甲米地。由于预想到菲律宾防御作战迟早都要来，因此早在1943年年末，日军便又于奥尔莫克、宿务等六地新设了飞行基地。这样，日军于菲航空基地增加到了9处。随着1944年3月部分航空基地被改为一线作战基地，日军开始踏勘和建设新的飞行基地，陆军在达沃和马尼拉推进基地的建设，海军也开始急速推进大航空基地群的建设。
“美军的潜艇战给这个增强计划造成了最大的阻碍。”因为美军潜艇的阻击，1944年7月之前奉命前往菲律宾的日军船队中，能安全抵达的已经下降到了不足五成，于是日军在7月以后增加了海上护卫飞机队（955航空队）。
美军的轰炸不仅迟滞了日军新基地的建设进度，还令日本航空部队的训练和转场一下子便陷入了极为狼狈的境地。虽然日本海军在1944年8月末已于达沃、宿务地区有了较为完备的基地，但达沃基地自9月1日起便受到了美军猛烈而持久的轰炸，所以日军的飞机已无法在此常驻。每次作战时，日军基地都会遭到美军飞机袭击，最终使得日军飞行基地的修建更加混乱，日军战机也一直处于部分作战、部分转场的窘境。
从1944年9月中旬开始，捷号作战的准备即以菲律宾群岛为重点展开，而重中之重便是加强航空基地的建设及增加兵力。为了加强指导，除了驻守菲律宾群岛的一线日军在大力加强干部的配备，日军大本营也是下了决心，不断从大本营抽调干部前往菲律宾群岛进行指导。第2航空舰队的基地扩张工程也于9月中旬正式开始，不过因为时间太过紧迫，以至于第2航空舰队是在基地尚未完善的情况下就于10月下旬匆匆入驻，从而导致了日本航空部队在莱特湾海战中进退笨拙的局面。第1航空舰队方面，截至10月中旬，能够作为常训基地使用的机场有6处，分别是达沃第一、达沃第二、宿务、麦克坦、尼科尔斯机场、三宝颜等基地，其他只能作为少数飞机临时避退或前进的基地来使用。
另外，安装雷达以加强预警。自8月起，当时在航空作战中备受期待的雷达岗哨得以迅速加强，截至10月，日军在恩加尼奥、恩坎托、霍洛岛、帕拉卡莱、巴塔克、苏卢安岛、圣阿古斯丁、三宝颜、塔威塔威各地配备了雷达岗哨。此后，各航空基地也纷纷设置了防守用的雷达不过直到11月左右，这批雷达才大致达到作战所需的水平，彼时美军早已登陆莱特岛。
最后，研发反登陆作战用舰艇。在太平洋战争的最初阶段，日军的登陆作战模式是，在友军的空中火力压制下将运输船开到美军面前，准备好登陆用的船只，然后靠此登陆。这种形式虽说没有什么新意，但是在偷袭美军和空中火力猛烈压制的双重配合下往
往能取得很好的效果。但是1944年8月盟军在瓜岛准备登陆时，日军尝试了依靠驱逐舰、运输船或大机动艇进行运输的所有手段，无奈美军掌握了制空权，最终日军往岛上增兵的企图几乎都失败了。当时最被期待的是将登陆人员的物资直接运输到登陆地点的作战方式，而这必须依靠高速的运输，于是日本陆海军开始研究如何完善舰艇。
有了新设计的登陆舰以及丁字驱逐舰之后，1944年9月25日，日军便以大约10艘运输舰成立了第1运输船队后来这支运输队在“多号作战”过程中发挥了主要作用。
尽管日军不断加强菲律宾防御战的战备，但其准备仍有许多不足：
其一，东京方面关于重点加强菲律宾防御的决心下得太晚，导致日军的备战很多是在美军飞机的轰炸之下进行的。这导致了未战先损的结果。
其二，飞行员和地勤人员的数量不足。8月，比起机械材料的保有数量，搭乘人员基本足够，然而伤者人数渐增后，出现了稍许的人手不足，但没有给任务带来阻碍。随着基地的增加，基地人员开始人手不足，且来自日本本土方面的人员输送不尽如人意，因此基地未能发挥所有的功能。
其三，飞行员的战前训练不足。大本营内部就战机部队的战斗方针存在争议，迟迟拿不出一个定案，导致一线部队没有训练方针。直到8月下旬开始，日本海军才确立起战机部队的战法并开始训练。然而未过多久，就在日本海军航空部队的基础训练行将结束之际，宿务基地突然遭遇美军的轰炸，训练也只得中止，之后海军部队几乎不再有过有组织的训练。陆攻队方面自7月10日起在不大会遭遇美方攻击的澳大利亚以北的基地开始训练，8月末对美军实施了夜间鱼雷攻击。但是侦察机队和舰轰队因为机械材料的短缺而几乎没有训练的机会，专门负责战斗的舰载机攻击部队则根本就没有进行过任何的夜间训练。所有这些不利的局面，对于同年6月才刚组建的第2航空舰队来说，只意味着让飞行员升空就真的是送他们“升天”。
日本海军航空部队原本就处于不利局面，在各种准备都欠缺的情况下迎战美军，加上在下述的兵力对比中又占劣势，所以打败仗是必然的。
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