1944年（昭和19年）10月29日、レイテ島増援輸送作戦（多号作戦）が発動される。この計画は第2次と第3次作戦からなり、10月下旬から11月上旬までに実施、レイテ島の米軍飛行場が本格始動する前に速やかに輸送作戦を行うことを考えていた。なお作戦発動前にレイテ増援第1陣としてミンダナオ島カガヤンからの増援を既に行っていた。第2次作戦では第1師団のレイテ島オルモックへの輸送に成功した。
11月4日に改めて第3次作戦から第7次作戦までが発令された。この計画では第3次作戦で主に兵站部隊を、第4次作戦で第26師団を輸送し、第5次作戦以降は第68旅団を輸送する計画だった。第3次作戦は船団が全滅し失敗、第4次作戦は人員の輸送のみ成功だった。そこで第5次以降は軍需品の輸送に切り替えられた。またマニラ空襲や本作戦での喪失により護衛に使える駆逐艦は桑、竹のみという厳しい状況となっていた。第5次作戦は失敗、第6次作戦は一部揚陸に成功するも船団全滅、第7次作戦はほぼ成功した。
12月7日にアメリカ軍はオルモック南部に部隊を上陸させオルモック市内を目指した。そのため第8次作戦は揚陸地を変更、第9次作戦では陸上戦の中を強行揚陸という形となった。
第10次作戦も計画されていたが、12月13日にルソン島へ向かうアメリカ軍の上陸部隊が発見された（実際にはミンドロ島に上陸）。これを受け陸軍第14方面軍は輸送予定部隊をルソン島に配備した。14日に海軍側も第10次作戦の中止を決定し多号作戦は終了した。
赤字の艦は作戦中の喪失を表す。
第1次輸送
第16戦隊：青葉、鬼怒、浦波
第1輸送隊：輸送艦第6号、9号、10号
第2輸送隊：輸送艦第101号、102号
レイテ島への増援第1陣はカガヤンからの2個大隊、2000名強であり、この輸送任務は第16戦隊の青葉、鬼怒、浦波の3隻に命じられた。そのため同戦隊はマニラ方面へ進出すべく10月21日にリンガ泊地を出発した。マニラ入港直前で青葉は雷撃を受け航行不能になる。そのため青葉をマニラに残し、2隻は翌24日マニラを出港し、カガヤンには25日1600に到着した。これより前、第1輸送隊（輸送艦第6号、9号、10号）と第2輸送隊（輸送艦第101号、102号）にもカガヤンからオルモックへの兵員輸送が命ぜられており、こちらは既に陸兵を乗せ25日朝にカガヤンを出港、オルモックに向かっていた。第16戦隊も直ちにカガヤンで兵員を搭載し1730にオルモックへ向けて出港した。翌26日黎明にそれぞれオルモックに到着し兵員を揚陸、第16戦隊は0500にオルモックを出発しマニラに向かった。続いて出発した第1輸送隊もマニラに向かい、残る第2輸送隊は次の輸送任務のためビサヤ地区に向かった。第16戦隊は同日1015から敵艦載機の攻撃を受け浦波は1224沈没、鬼怒は1400過ぎに航行不能となり1730沈没した。
ビサヤ地区に向かっていた第2輸送隊の輸送艦第101号にはボホール島タガビラランから、また102号にはネグロス島バコロドからオルモックへの兵員輸送がそれぞれ新たに命ぜられた。102号はバコロドへ向かう途中で敵機の攻撃により沈没した。101号は陸兵を乗せ10月26日深夜にタガビラランを出発した。途中の空襲で艦長、航海長が重傷を負ったがそのままオルモックに向かう。28日早朝に揚陸は成功したが揚陸中に敵機約80機の空襲を受け沈没した。
独立速射砲大隊1個師団（約340名）と武器弾薬、糧食などを積み10月28日マニラを出港。途中3か所で仮泊し10月30日にオルモック到着、揚陸は成功した。帰途にB-24の爆撃を受け航行不能となり曳航されてマニラに帰港した。
10月31日にマニラを出港。11月1日1415にオルモックに到着した。1415には揚陸を終了しマニラへ向け出発。輸送艦第10号、6号は2日午後に帰着した。9号輸送艦はセブ島から第35軍司令部を載せ2日0430に再びオルモックに到着した。マニラまでは後述の第2次輸送部隊に組み込まれ帰着した。
第2次輸送部隊
第1船団：能登丸、香椎丸、金華丸、高津丸
護衛部隊：沖縄、占守、海防艦11号、13号
警戒部隊：霞、沖波、曙、潮、初春、初霜
ルソン増援のため上海から到着した第一師団をマニラからオルモックに輸送する。10月31日にマニラを出港。途中空襲にあったが被害無く11月1日1830オルモック着、1900より揚陸を開始し、揚陸には約24時間掛かる見通しだった。翌2日に敵の空襲を受けたが味方戦闘機の護衛もあり被害は無かった。1305にB-24の24機などの攻撃を受けた。駆逐艦からの煙幕からはずれた能登丸が爆撃を受け沈没した。ただし能登丸は90%の揚陸を終わっており、他の船も最終的に金華丸97.5%、香椎丸、高津丸は100%の揚荷率をあげ、輸送作戦はほぼ成功した。
第3次作戦より先に実行された。そのため本項目も先に記す。
第6船団：香椎丸、金華丸、高津丸
第1護衛部隊：沖縄、占守、海防艦第11号、13号
第1警戒部隊：霞、秋霜、潮、朝霜、長波、若月
第26師団主力を以下の艦艇で輸送する。11月8日にマニラを出港。途中空襲にあったが被害は軽微で11月9日1815オルモック着、揚陸を開始した。しかし事前に用意していた50隻以上の大発は台風の高波で多くが砂に埋もれ、揚陸には5隻しか使用できなかった。また艦艇搭載の大発も空襲により使えなくっており、揚陸作業は難航した。翌10日1230頃マニラに向け出港した。人員は全て揚陸したが兵器弾薬等の揚陸は若干にとどまった。出港直後にB-25、35機の空襲を受け高津丸、香椎丸が沈没、海防艦11号が航行不能のため味方により処分された。
第1師団の残りを載せて11月8日にマニラを出港、9日1830にオルモックに到着した。
第3次作戦
第2船団：せれべす丸、?木丸、三笠丸、谷豊丸、天照丸
護衛部隊：駆潜艇第30号、46号
警戒部隊：島風、浜波、初春、竹
糧食、弾薬等6000トン、兵站部隊2000名および第26師団（泉兵団）の一部を輸送する。計画では第4次輸送部隊がマニラ帰港後に出港する予定だったが、フィリピン周辺の天気予報は悪天候が続き、航空機の攻撃が出来ないと予想された。そこで悪天候が続くうちに輸送を終了させようと11月9日に急遽出港した。しかし予報は外れ天候は10日には回復する。航空機の援護の無いことが当初より危ぶまれていたがそのまま強行する形となった。出航後の10日未明にせれべす丸が座礁し、駆潜艇46号が警戒のため残った。本隊は途中で第4次輸送部隊とすれ違い警戒部隊の艦を一部交換する形となった。初春、竹は第4次輸送部隊に編入されマニラに引き返し、長波、朝霜、若月が第4次輸送部隊から本部隊に編入された。つまりオルモック突入時の船団は以下の通りとなった。
第2船団：?木丸、三笠丸、谷豊丸、天照丸
護衛部隊：駆潜艇第30号
警戒部隊：島風、浜波、長波、朝霜、若月
11日1200にオルモック到着予定だったが、オルモック湾手前で0830から1140までに艦上機延べ347機の攻撃を受けた。駆逐艦は煙幕を張ったが輸送船は全船沈没した。続いて護衛、警戒部隊も攻撃され朝霜を除く全ての艦が沈没した。