1944年10月，长门号参加捷一号作战。10月24日锡布延海海战中，于14:16被航空母舰 富兰克林（USS Franklin CV-13）及卡伯特（USS Cabot, CVL-28）的攻击机的2枚炸弹击中。一发破坏了多座机枪和第一锅炉舱送风机，令其被迫熄火25分钟只能以三轴运转。另一发则破坏了无线电室及餐厅附近，令52名乘员死亡、106名负伤。
10月25日 萨马岛海战
06:01 长门号向美军航空母舰圣洛（USS St. Lo, CVE-63）进行炮击未取得战果。
06:54 美军驱逐舰赫尔曼(USS Heermann, DD-532)向榛名发射鱼雷，该鱼雷偏离榛名而航向大和与长门，大和两舷被鱼雷夹着且限制着回避空间（不幸的是鱼雷和大和的航速相同），迫使两舰向北回避航行约16公里。长门的主炮及副炮继续向美军航空母舰进行炮击。
09:20 栗田中将命令中止炮击并航向北方。
10:20 再次命令南进，但舰队遭到愈趋激烈的攻击。
12:36 再次下达撤退的命令。
12:43 长门号被2枚炸弹击中但损伤轻微。
10月26日撤退后，联合舰队仍受到美军激烈的空袭。长门被大黄蜂（USS Hornet, CV-12）的舰载机4枚炸弹击中，38名乘员阵亡及105名负伤。长门在该日共发射了99发主炮弹及653发副炮弹。
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