1941年5月，在贝格霍夫举行的一次秘密会议上，埃里希雷德尔海军元帅又挨了希特勒的一顿臭骂。纳粹装甲部队在欧洲大陆上横冲直撞，所向披靡。而海军在夺取挪威后，却依旧缩手缩脚，没有大的建树。猖獗一时的潜艇战反倒连受挫折，不久前，一艘海上袭击舰又遭皇家海军围歼……一连串的失利使雷德尔诚惶诚恐。他卑怯地伫立在一边，忍受着希特勒的斥责。待到希特勒口干舌燥之后，他才连连解释说，说他已经有所安排，准备采取一项决定性的行动，代号：莱茵演习。
本来，在制定“莱茵演习”方案时，雷德尔没有打算动用“欧根亲王”号，只是“沙恩霍斯特”号的主机发生故障，“格奈森瑙”号在不来梅挨了几颗英机投下的穿甲弹，不得已才让它仓促上阵。由于“欧根亲王”号在北上格丁尼亚港时触雷，需要修理，“莱茵演习”的行期由此一度后退。
两舰挺进北大西洋，这是一个好时机。4月17日，德军攻占南斯拉夫，正度过瓦尔达尔河，向南挺进；纳粹机械化部队长驱直入，逼近希腊，英军残部大撤退，从敦刻尔克逃向英伦三岛；一支先头部队跨过科林斯地峡，矛头直指伯罗奔尼撒半岛；另一支攻势凌厉，则抢先杀进了阿森斯。地中海南岸，“沙漠之狐”隆美尔的非洲兵团兵分四路，从昔兰尼加海岸压向英军防线。希腊人的最后一个立足点克里特岛腹背受敌，不日便可攻破。皇家海军疲于奔命，已将把守北大门的部分舰只，调去增援地中海。
纳粹海军“俾斯麦”号战列舰
主要武器：4座双联装，共8门380mm主炮
航速：30节
排水量：42000吨
“欧根亲王”号重巡洋舰
主要武器：4座双联装，共8门203mm主炮
航速：32节
排水量：14000吨
及7艘U艇
英国皇家海军“胡德”号战列巡洋舰
主要武器：8门381mm主炮
航速：31节
排水量：42100吨
“威尔士亲王”号战列舰
“威尔士亲王”号战列舰主要武器：10门356mm主炮
航速：30节
排水量：38000吨
“诺福克”号重巡洋舰
主要武器：8门203mm主炮
航速：33节
排水量：9975吨
“诺福克”号重巡洋舰
“萨福克”号重巡洋舰：主要武器：8门203mm主炮
航速：33节
排水量9550吨
“反击”号战列巡洋舰
“反击”号战列巡洋舰主要武器：6门381mm主炮
航速：31节
排水量：33250吨
莱茵演习
“罗德尼”号战列舰主要武器：9门406mm主炮
航速：23节
排水量：34000吨
“雷米利斯”号战列舰
主要武器：8门381mm主炮
航速：29节
“乔治五世”号战列舰
排水量：29000吨“乔治五世亲王”号战列舰
主要武器：10门356mm主炮
航速：30节
排水量：38000吨
“复仇”号战列舰
主要武器：8门381mm主炮
航速：29节
“声望”号战列巡洋舰
排水量32000吨“声望”号战列巡洋舰
主要武器：6门381mm主炮
航速：31节
排水量：31000吨
“谢菲尔德”号轻巡洋舰
主要武器：8门152mm主炮
航速：34节
排水量：5450吨
“加拉蒂”号轻巡洋舰
“胜利”号航空母舰
主要武器：8门152mm主炮航速：34节
排水量：4290吨
“奥罗拉”号轻巡洋舰
主要武器：8门152mm主炮
航速：35节
排水量：4850吨
“赫尔米厄尼”号轻巡洋舰
主要武器：8门152mm主炮
航速35节
排水量：5770吨
“皇家方舟”号航空母舰
主要武器：60架飞机
航速：33节
排水量：22600吨
“胜利”号航空母舰
主要武器：67架飞机航速：31节
排水量：22800吨
还有数十艘轻巡洋舰、驱逐舰
纳粹方面“莱茵演习”舰队司令是曾经率领过“沙恩霍斯特”号、“格奈森瑙”号攻杀过盟国商船的冈瑟吕特晏斯海军上将。他详细研究了北大西洋的形势。他认为，尽管地中海方向吃紧，皇家海军也不会从斯卡帕湾抽走大批舰只。他提醒雷德尔，只派两艘军舰出击太危险，如果皇家海军集中大西洋上的兵力，“俾斯麦”号将会遭到5、6叟战列舰的围攻，且不说航空母舰、巡洋舰、驱逐舰，即使只和两三艘战列舰交战，“欧根亲王”号也不是理想的帮手。他忧虑重重，特意赶到柏林，向雷德尔陈述了已见，希望再次推迟“莱茵演习”，以便和“沙恩霍斯特”号、“格奈森瑙”号结伴同行。雷德尔拉长了脸，一口回绝了吕特晏斯。他强调不可坐失良机，英国在地中海上苟延残喘，只有趁势卡断其补给线，方是上策。
吕特晏斯遵令备航。5月19日，“俾斯麦”号和“欧根亲王”号由2艘驱逐舰与几艘扫雷舰开道，悄悄驶出了格丁尼亚港。20日，吕特晏斯离开波罗的海，穿过卡特加特海峡、斯卡格拉克海峡，然后沿挪威海岸北上。21日黎明，他率舰溜进了了卑尔根港东南浓雾笼罩的科尔斯峡湾。
英国方面吕特晏斯的对手是英国本土舰队新任司令约翰托维海军上将。5月初，托维接到报告，在格陵兰岛和扬马延岛之间发现了德国侦察机。这是一种少见的现象。他认定，徳机调查这片水域预示了某种举动，十之八九是雷德尔想派遣舰只杀入北大西洋。
他一直密切监视冰岛两侧的广阔水域，在流冰拥塞的丹麦海峡，“萨福克”号重巡洋舰正日夜巡逻。21日，他又收到伦敦海军部发来的电报，英国特工发现一支德国舰队出海了。他当即采取行动，加派“诺福克”号重巡洋舰前往丹麦海峡。同时，还派出侦查轰炸机直飞挪威海岸，去打探德舰行踪。
大雾笼罩着科尔斯峡湾，德舰隐藏在锚地内。一架飞机勇敢俯冲，钻出雾障，拍下了卑尔根港。几小时后，情报军官对放大的航空照片进行了判断：敌兵力为一艘“俾斯麦”级战列舰和一艘“希佩尔”级重巡洋舰。
托维做出了决断：如果德舰躲进挪威峡湾，虎视北大西洋的护航运输队，他就得抽出重兵，时刻监视其动向；如果德舰突破封锁，闯入北大西洋，他就必须倾其全力，围歼强敌。在他的办公室的一张大海图上，已经绘出了11支护航运输队的航线。其中有一支代号叫WS8B，负责运载2万名英军，前往地中海。运输队由“反击”号战列巡洋舰、“胜利”号航空母舰和7艘驱逐舰护航，正驶在爱尔兰海岸的克莱德湾。从地中海的情况看，托维判断德舰是想打击WS8B。为此，他决定派皇家海军最为珍视的“胡德”号战列巡洋舰和“威尔斯亲王”号战列舰前往丹麦海峡，支援“诺福克”号和“萨福克”号。和两舰同行的还有几艘驱逐舰。托维还派“阿里修斯”号、“伯明翰”号、“曼彻斯特”号3艘轻巡洋舰前去搜索法罗群岛和冰岛之间的水域，让“反击”号“胜利”号脱离运输队，到斯卡帕湾与主力部队会合，随时策应两支先遣部队。
22日下午，奥克尼群岛哈特斯通海军航空兵基地派侦察机起飞。飞机横穿北海，钻出浓雾，冒着高射炮火冲进卑尔根港，发现德舰不见了。
22时，托维收到了侦察机的报告。23时45分，他就率领本土舰队驶出了斯卡帕湾。这时的兵力编成有：“胜利”号航空母舰、“加拉蒂”号、“奥罗拉”号、“肯尼亚”号、“赫尔米厄尼”号轻巡洋舰和7艘驱逐舰。23日晨，待“反击”号战列巡洋舰和几艘驱逐舰入列后，他即率队先行，企图抢占冰岛和奥克尼群岛之间的中心位置，截杀德舰。
前卫战此时，吕特晏斯正在向西推进。距卑尔根180海里时，他命令护航舰只返回。他抿着嘴巴，鹰样的眼睛透过舰桥的风挡玻璃，盯着海上的浮冰。按行动计划，在突入丹麦海峡之前，两舰应由油船加油。但是，海面尽管大雾漾漾，英机的行动却十分频繁。这表明，英国人已经有所察觉，托维肯定在调兵遣将，唯有抢时间，做到出其不意，才能突破封锁。于是，他决定兼程赶路，把补给燃油的事放在以后再说。23日晨，徳舰跨过了北极圈，沿冰岛北缘行驶。傍晚，两舰转向南行，进入丹麦海峡。海峡最窄处宽约180海里，格陵兰岛一侧流冰拥塞，冰岛一侧水雷密布，两舰小心翼翼地向前前进。冷风刮过流冰块，卷起了团团雪粒。当两舰进入英国巡洋舰的巡逻水域时，厚实的夜幕渐渐松散，天空中露出了怪异的微光。他不敢怠慢，赶忙通知“俾斯麦”号舰长林德曼和“欧根亲王”号舰长布林克曼，做好战斗准备。两舰警报大作，“俾斯麦”号关闭了所有水密门，大炮转动，1600磅穿甲弹被推进炮膛。医生和担架兵跑进医院，准备接收伤员。上层建筑顶部，测距兵像猎手似的，试图第一眼就抓到目标。甲板上，舰员顶着寒风，战战兢兢。22：15瞭望透过若明若暗的天幕，发现了一团模糊的影子。吕特晏斯当即命令主炮转向左舷，准备射击。
22：28，“俾斯麦”号首炮开火。甲板猛烈地震动起来+，将3颗重磅炸弹射向寒空。一股股刺鼻的火药味钻入舰桥，气浪涌向了瞭望哨位。吕特晏斯手举着望远镜，死盯着远方的英国巡洋舰。英舰旁边，升起了一道道白色水柱。突然，英舰舰尾窜起一团黑烟，如同一块乌黑的帷幕，在天穹和海平面之间拉开，遮蔽了一切。几分钟后，电讯部门报告：英舰在拍发电报。
吕特晏斯心绪不宁，通知两舰：敌舰施放烟幕，企图尾随，由于对手忙着护航，这片水域没有重兵把守，两舰应继续南下。他完全没有料到，本土舰队已倾巢出动，霍兰德海军中将正率领着“胡德”号战列巡洋舰和“威尔士亲王”号战列舰，率先从左侧斜杀过来。
根据托维的命令，霍兰德准备前往丹麦海峡占取阵位。一收到“诺福克”号、“萨福克”号两艘重巡洋舰的电报，航海官就在海图上绘下了德舰的位置。他下令两舰加速至27节，取295°航向，直奔冰岛雷克雅末克西南300海里水域，打算在天亮前截住吕特晏斯。夜海风雨交加，24日3时，晨空微亮，2小时后雨住天晴，能见度约15海里。
海战这是一个阴冷的早晨，作战双方几乎同时发现目标。吕特晏斯下令开火，“俾斯麦”号上的冻冰被震破。英舰“胡德”号在前，“威尔士亲王”号殿后，巨大的暗影上冒出了点点橘红色的火光。炮弹撕破寒空，在4艘军舰周围炸起了无数褐色的水柱。5：20，吕特晏斯向柏林报告：我舰正与两艘敌舰交战。
霍兰德拥有8门380mm炮和10门356mm炮，火力上占有明显优势，但临战态势却对吕特晏斯有利。德舰由北向南，可用全舷火炮齐射：英舰由东向西，只能用首炮射击，这差不多减去了一半火力。战斗激烈异常，“胡德”号又抽调首炮轰击“欧根亲王”号，结果使火力更加分散。
5：57，霍兰德下令舰队转向，以便尾炮开火。这时，“俾斯麦”号进行第三次齐射，一颗重磅炸弹击中了“胡德”号中部的高爆弹药箱，甲板上顿时一片火海，“威尔士亲王”号赶紧转向，避开了“胡德”号的航迹。
双方距离12海里，“俾斯麦”号进行第五次齐射。一颗重磅炮弹竟撕开“胡德”号的厚装甲，穿透6层甲板，沿着没有防护的狭窄通道，直落到炮塔底下的弹药舱里。300吨高爆炸药被引爆，“胡德”号中后部被扯开，巨大的爆炸力像狂风戏落叶似的，把一座炮塔抛向灰蒙蒙的空中。海水疯狂地冲进舱内，扑灭了舱内的大火。战舰迅速下沉，主甲板浓烟滚滚，烈焰吞噬着上层建筑，“胡德”号成了一个烧焦的空壳。当黑里透黄的硝烟散开时，这艘名噪一时的战列巡洋舰已经不复存在了。全舰1419名官兵，除3人外全部遇难，其中包括先遣舰队司令霍兰德海军中将。
“胡德”号爆炸后，“俾斯麦”号和“欧根亲王”号立即调转炮口，用全部主副炮轰击“威尔士亲王”号。“威尔士亲王”号一座4联装主炮被弹链堵塞，火力锐减。这时，它又连续挨了4颗380mm炮弹和9颗203mm炮弹及若干小口径炮弹。一颗重磅炮弹击中了舰桥，舰桥内的人员非死即伤；一颗击中了火控指挥室，将它的后壁戳了一个大洞。“威尔士亲王”号盲目还击，只有几次击中了目标。6：13，“威尔士亲王”号施放烟雾，避开强大的对手，撤离了战场。
纳粹方面“俾斯麦”号战列舰被“威尔士亲王”号战列舰击伤，中了2颗356mm穿甲弹。一颗击中锅炉舱，因为有厚装甲保护，锅炉舱未受影响；另一颗命中舰首，直接击穿了2号燃油舱，抢修无效，致使2号燃油舱内的200吨燃油白白葬送。溢出的燃油漂在海面上，暴露了战舰的行踪，缩短了航程，为后来皇家海军本土舰队的追击创造了条件。“欧根亲王”号重巡洋舰没有一发炮弹被直接命中，但“胡德”号战列巡洋舰的380mm主炮破坏力大，3颗落在“欧根亲王”号附近20m内，弹片造成鱼雷兵、瞭望等数十人受伤。
英国方面“胡德”号战列巡洋舰被“俾斯麦”号战列舰击沉。舰上1419人，1416人牺牲（包括先遣队司令霍兰德海军中将）。
“威尔斯亲王”号战列舰前4联装356mm主炮被弹链堵塞，被“俾斯麦”号战列舰命中7颗380mm主炮炮弹，4颗155mm副炮炮弹；被“欧根亲王”号重巡洋舰命中3颗203mm主炮炮弹。被德舰队重创。
纳粹舰队分离7时30分，“俾斯麦”号微微首倾，速度减至28节。鉴于这种情况，吕特晏斯重新分析了战况:“俾斯麦”号击沉了当时世界上最大最强的战舰“胡德”号，已成了举世瞩目的无畏舰，再用它来袭击商船，未免目标太大，皇家海军是不会放过它的。即使“俾斯麦”号停在船坞里，也能牵制住大批英舰，对盟国的护航运输队构成严重威胁。吕特晏斯做出抉择：“俾斯麦”号放弃“莱茵演习”计划，到比斯开湾的圣纳泽尔修理，“欧根亲王”号继续南下，袭击盟国护航运输队。为使德舰队分离不被英“诺福克”号和“萨福克”号重巡洋舰发现，“俾斯麦'号掉头，做出袭击英舰的态势。“诺福克”号和“萨福克”号见“俾斯麦”号来袭击自己，赶忙释放烟幕，迅速北撤。“欧根亲王”号加速至31节，趁势逃离了英舰的雷达显示范围。待“欧根亲王”号驶出20海里后，“俾斯麦”号才掉头向圣纳泽尔驶去，并让附近的7艘潜艇组成巡逻线，拦截追击的皇家海军；抵达法国海岸后，再由空军提供空中保护。
傍晚，“俾斯麦”号舰长林德曼向吕特晏斯报告，战舰再全速航行，到圣纳泽尔燃油不够，于是，吕特晏斯下令改驶布雷斯特，这里比圣纳泽尔近120海里。
皇家海军追击“胡德”的沉没，沉重地打击了英国本土舰队的士气。丘吉尔决定不惜一切代价也要击沉“俾斯麦”号。这时托维连续接到“诺福克”号和“萨福克”号的报告，一张巨网正在收缩。托维坐镇“国王乔治五世”号战列舰，在“俾斯麦”号东北120海里处火速追击，所辖舰只有“反击”号战列巡洋舰、“胜利”号航空母舰、4艘巡洋舰、10艘驱逐舰。“俾斯麦”号已落入重围，它东有“罗德尼”号战列舰，北有“雷米利斯”号战列舰及2艘巡洋舰，西有“复仇”号战列舰。此外，由海军中将萨默维尔统帅的H舰队，辖“声望”号战列巡洋舰、“皇家方舟”号航空母舰、“谢菲尔德”号巡洋舰及8艘驱逐舰，也奉命驶离直布罗陀，兼程北上。
由于德舰最高航速有28节，超过大多数英舰的航速，托维很清楚光靠这样穷追不舍，肯定会让“俾斯麦”号逃脱，要想追上德舰，只有想办法使它减速！因此他果断命令“胜利”号航母在4艘巡洋舰掩护下高速前行，出动舰载机攻击德舰，使“俾斯麦”号减速。
二十二时十分，“胜利”号赶到距离“俾斯麦”号约220千米海域，转向逆风起飞舰载机。在“诺福克”号的无线电引导下，9架“箭鱼”鱼雷机于二十三时二十七分发现了“俾斯麦”号，领队长机埃斯蒙德海军少校立即命令攻击！德舰高炮猛烈开火，英机冒着密集炮火英勇逼近德舰，直到1000米距离上才投雷！由于天气恶劣，能见度又低，只有4架英机投下了鱼雷，其中一雷命中德舰右舷中部，但对于盔坚甲厚的“俾斯麦”号而言，并无大碍。德舰集中了全部的对空火力，但苦于夜黑，难以捕捉目标；英国飞行员眼中的德舰，也是隐隐约的一团。这场黑暗中的混战持续了半个小时，英国飞机才逐渐返航。
俾斯麦脱逃吕特晏斯自知处境不妙，“剑鱼”式鱼雷机的攻击表明，皇家海军就在附近海域，而“俾斯麦”号燃油短缺，不能高速行驶。他想甩掉跟踪的“诺福克”号和“萨福克”号，同皇家海军玩捉迷藏，而这样做又非常不容易。他冥思苦想，才想出一条脱身妙计：自从丹麦海峡海战后，“俾斯麦”号就收到了2艘英舰的雷达回波。由于害怕遭到潜艇伏击，“诺福克”号和“萨福克”号走的是Z字航线。当他们走到“Z”字的两端时，“俾斯麦”上的雷达回波就消失了。25日3时6分，“萨福克”刚驶到转折点，“俾斯麦”号突然左转，折向东进。
一时间，两艘英舰雷达屏幕上一片空白！托维接到失去雷达接触的报告，他知道原因不外三种，一是信号干扰，二是雷达操作失误，三是德舰突然转向，而第三种可能最大，同时鉴于德舰流失大量燃料的情况，极可能返回德国或与海上补给舰会合接受补给，因此他立即命令全力向北搜索，以尽快重新发现德舰！这简直是大海捞针！何况英军的搜索方向还是错的，英军采取了可能的一切侦察措施和手段，还是一无所获！
H舰队袭击就在英军一筹莫展之机，吕特晏斯却以为已经摆脱了英军的追击，可以松一口气，便向德国海军司令部报告了击沉“胡德”号，击伤“威尔士亲王”号的经过和己舰的损伤情况，并汇报了取消“莱茵演习”准备返回法国的计划，整个电报足足发了半小时。这可是英军求之不得的一份厚礼！设在爱尔兰和直布罗陀的英军无线电测向站都截获了这一电报，并通过三角定位法准确测出了德舰的位置，托维随即判断出德舰正企图驶往法国的布勒斯特，然而此时由于英军舰队已在海上活动了四天，“胜利”号航母和“反击”号已经因燃料耗尽返回斯卡帕湾，受伤的“威尔士亲王”号也已向英格兰返航，很多驱逐舰燃料即将耗尽，不得不返回基地，这样剩下的大型军舰将因缺乏驱逐舰的掩护，大大增加遭到潜艇攻击的危险，于是英国海军从护航运输船队和海岸巡逻队中抽调5艘驱逐舰，由维安上校指挥，前来支援。所有英舰都朝着德舰可能的方向疾驶。
5月26日晨，英军一直再没德舰的确切消息，眼看围歼行动就要功亏一篑，十时三十分，一架属于英国空军（也有资料称是秘密助战的美军）的PBY“卡塔林那”水上飞机在布勒斯特以西约700海里处（约合1300千米）发现“俾斯麦”号正以20节航速驶向法国！此时托维所率的舰队已与“罗德尼”号会合，但在德舰西北130海里（约合240千米），如果没有奇迹发生很难追上，其他方向的军舰也大都距离很远，鞭长莫及！唯一的希望就是萨默维尔指挥的H舰队了，萨默维尔清楚地意识到，他的舰队已经从跑龙套的偏师成为绝对主力，因此一接到托维的命令，就立刻命令“皇家方舟”号航母起飞两架侦察机前去监视德舰，这两架侦察机赶到德舰上空正是时候，那架“卡塔林那”水上飞机已被德舰高炮击伤，刚刚返航。萨默维尔深知自己所肩负的责任重大，不敢有丝毫懈怠，他担心侦察机会受恶劣天气影响而失去目标，接着又派“谢菲尔德”号巡洋舰全速先行，用雷达牢牢盯住德舰。他知道H舰队的“声望”号战列巡洋舰火力弱装甲薄，如果进行炮战，肯定不是“俾斯麦”的对手，而托维指挥的“英王乔治五世”号和“罗德尼”号距离又远，一时半刻赶不到，只有靠“皇家方舟”号航母的舰载机迟滞“俾斯麦”号，以争取时间等待主力赶到。
“皇家方舟”号冒着大风起飞14架“箭鱼”，四十分钟后，机群发现了目标，兴奋的飞行员来不及细看就投入了攻击，8架飞机投下了鱼雷之后才发现原来这是“谢菲尔德”号巡洋舰，好在这些鱼雷不是被军舰规避，就是因磁性引信被海浪引爆，没有对军舰造成损失，避免了一场误击悲剧。鱼雷机只好悻悻返回航母。
此时，德国海军也没闲着，正全力调集附近海域的潜艇前来支援，其中U556号最先赶到，并成功逼近到距离“皇家方舟”号仅400米处，清楚看到航母正在进行起飞准备，可惜U556号已在先前的巡航作战中用完了所有鱼雷，只能束手无策地作壁上观！
转折点第二波飞机共15架，它们改挂触发性鱼雷，重返长空，在“谢菲尔德”号的引导下，它们顺利地找到了目标。20时15分，战斗开始，“剑鱼”式飞出云层，冒着猛烈的高射炮火，从两舷同时攻击。“俾斯麦”号的小口径机关炮、104mm高炮、155mm副炮向鱼雷机疯狂射击。战列舰忽左忽右，规避着鱼雷。这时，6条鱼雷同时冲来，“俾斯麦”号大转弯，成功规避了其中5条，但顾此失彼，1条鱼雷冲向舰尾，击中并摧毁了舵柱。
“俾斯麦”号猛烈震动，接着摆头，偏离了原航向。30分钟后，机电部门报告：左螺旋桨被炸毁，碎片卡住了舵机，舵舱大量进水。林德曼一边增大左螺旋桨转速，一边减小右螺旋桨转速，试图控制战舰，但战舰借着惯性，一个劲地右摆。于是只得让一台舷外推进器加速，一台减速来纠正偏差。“俾斯麦”号忽左忽右地朝法国海岸行驶，航速仅有10节。这使得皇家海军主力有了击沉“俾斯麦”号的机会。
覆灭托维上将终于松了一口气，他对胜利已经成竹在胸了。在“俾斯麦”号成为跛子时，战列舰“乔治五世”号和“罗德尼”号距离其只有100英里了，“皇家方舟”号为胜利赢得了宝贵的时间。但是英国人并没有急于发动攻击，而是小心翼翼地进入有利战位，等待拂晓后收拾德国人。此时的英国人不仅仅有两艘战列舰，而且一大群巡洋舰、驱逐舰也将参加战斗。
吕特晏斯向海军司令部发报，要求立刻派飞机和潜艇前来支援。最高统帅部和海军总司令部都拼命为这群将死之人打气，希特勒还亲自发电表彰卢金斯和林德曼以及所有战舰官兵。遵照命令，在法国的德国岸基飞机向最大半径处飞去，潜艇也出动了，但是一切都不太可能来得及了。
5月27日清晨终于到来了，托维上将率领本土舰队从西北方向杀向“俾斯麦”号。此时的“俾斯麦”号仍旧丧失着方向控制能力，从东南方向冲着英国人蹒跚而来。
英国战舰发现了东南方向面对面驶来的敌舰。“乔治五世”号和“罗德尼”号逐渐开始拉开距离，以对德国人形成火力夹角，同时分散德国人的炮火。战列舰“罗德尼”号的前两座三联装16英寸（406mm）主炮首先开火，“俾斯麦”号不甘示弱立刻还击，最后的海战终于爆发了！
“俾斯麦”号困兽犹斗，在失去船舵作用的情况下极其困难地开始缓缓右转，将战舰侧面面对英国战舰，以发挥全部主炮火力。两艘英国战列舰则不急于转向，一边不断靠近“俾斯麦”号，一边用前主炮猛烈射击。英国重巡洋舰“诺福克”号和“多赛特郡”号则从德舰右侧迂回，与战列舰形成了倚角之势。“罗德尼”的16英寸大炮加上“乔治五世”的14英寸大炮在巡洋舰配合下完全压倒了德国人的15英寸大炮，9时左右英国人首先得分。两艘英国战列舰随即右转，开始将全部炮火倾斜在德国人头上。
英国战列舰和巡洋舰从四面八方向德国人开火，同时不断调整方向以最佳战位面对“俾斯麦”号。而“俾斯麦”号笨拙的方向操纵无法应对英国人四处飞来的炮弹。“俾斯麦”号不断遭到大口径炮弹命中，炮塔接连被摧毁。仅仅30分钟，四座双联炮塔全部被打哑。英国人获得了全面的胜利，只有几颗德国人的近失弹造成了轻微损伤。为了给“俾斯麦”号更加沉重的打击，托维上将下令两艘战列舰继续靠近敌舰射击。9时40分，“罗德尼”号一直驶近距离“俾斯麦”号仅仅4000码（2英里）的位置。9门16英寸大炮如同利斧一般，不停地砍向“俾斯麦”号奄奄一息的身体。众多英国巡洋舰和驱逐舰也纷纷冲上去围殴德国人。曾几何时不可一世的“俾斯麦”战列舰上如今已成了血流成河的屠宰场。战舰上到处是尸体、到处在燃烧。只有个别副炮塔竟然还在顽抗，纳粹旗帜仍然固执地飘在桅杆上，绝望的德国人还没有任何投降的迹象。托维上将在胜局已定的情况下，担心的不再是战况了，包括两艘战列舰在内的多数军舰都已经燃料告急。10时30分，托维上将下令其他所有战舰返航，重巡洋舰“多赛特郡”号则负责终结“俾斯麦”号的生命。“多赛特郡”号驶至“俾斯麦”号右舷，在近距离上发射了两颗鱼雷并全部命中。然后，“多赛特郡”号围绕着德舰连连发炮，直到5月27日10时40分“俾斯麦”号被大西洋冰冷的海水所淹没。
尾声“俾斯麦”号永远地沉入了大西洋底，在海面上留下了成百上千的落难船员。“多赛特郡”号丢下了绳索，让德国船员爬上巡洋舰。“多赛特郡”号拉起来大约80名德国落水船员，驱逐舰“毛利人”号则救起来大约25人。但是救生工作刚刚进行了没多久，英国人突然拉起了防潜警报。“多赛特郡”号调转舰身就跑，完全不顾军舰两侧漂浮着的数百条人命。不少德国船员已经拉住了巡洋舰投下的绳索，但眼睁睁被高速脱离的军舰生生割断绳索丢了下去，或者被惯性甩脱在无情的波浪中。僚舰“毛利人”号也紧随其后脱离了现场。也许英国人这样做是不得已为之，但是数百人的命运也由此而注定终结了。后来这数百人中，只有5个幸运者被德国气象船“萨克森沃尔德”号和一艘潜艇救起。“俾斯麦”号的编制船员多达2200人，幸存者总共只有大约110人。当接到战况消息时，英国首相丘吉尔正在国会举行讲演。他立刻中断了讲演，向全体国会议员宣布了这一重大胜利喜讯。整个英国沉浸在胜利的喜悦中，“胡德号的仇终于报了！”。但是追杀“俾斯麦”号的战斗似乎并没有结束。5月28日早晨，一队德国轰炸机对班师的英国本土舰队进行报复性轰炸。德国机群没有发现托维的主力，只发现了先头驱逐舰分队中的“马绍纳人”号和“鞑靼人”号。英国驱逐舰由于燃油不足正在保持低速航行，结果在德国轰炸机群肆虐下无处躲藏。倒霉的“马绍纳人”号惨遭炸弹命中，迅速沉入海底，50名船员成为这次战役的最后牺牲者，幸存者被救上了“鞑靼人”号。这个战斗海域几乎接近德国轰炸机作战半径的极限点。
这次空中攻击的战果并不能弥补“俾斯麦”号的损失，但是可以从中看出，如果“俾斯麦”号能够及时进入德国空军的作战半径，几乎肯定会成功摆脱失败的命运。也许不顾燃料消耗搏一搏，……当然这只是可能而已。
追杀“俾斯麦”号的战役终于结束了，一个预先作为海上袭击战的“莱茵计划”演变成二战大西洋战场最残酷的一次海战。英德两国最强的战舰“胡德”号和“俾斯麦”号先后成为大西洋海底的残骸，再加上“马绍纳人”号的50名死者，总计有大约3560名官兵葬身大洋。德国人的冒险没能带来战略上的突破，反而失去了让德国水面舰队翻身的最后机会，此后德国水面舰队再也没有值得称道的作战行动。
