Поздним вечером 21 мая немецкая эскадра снова вышла в открытое море. На следующее утро все 3 эсминца сопровождения повернули обратно. Теперь немецкие тяжелые корабли были предоставлены целиком и полностью самим себе и в отношении дальней разведки, и в отношении защиты себя от всяких случайностей. У северного входа в Датский пролив погода резко меняется: туман почти исчезает; только в восточной части пролива, у самых берегов Исландии, над морем еще стелется небольшая дымка. Но воспользоваться ею в качестве прикрытия не так легко, потому что именно здесь находятся установленные англичанами обширные минные заграждения. Вечером 23 мая, когда немецкие корабли оставляют позади этот опасный район, слева от них в сумеречной мгле вырисовываются очертания английского тяжелого крейсера. Это «Суффолк». Через час к нему присоединяется другой корабль того же типа — «Норфолк». Оба английских корабля идут параллельными курсами с немецкой эскадрой, оставаясь, однако, за пределами огня артиллерии. Передав по радио донесение об обнаруженных ими немецких кораблях, они ждут подхода других английских кораблей. Ближайшими линкорами, действующими в этом районе, оказываются «Худ» и «Принс-оф-Уэльс»; английское соединение возглавляет вице-адмирал Холлэнд.

На рассвете 24 мая обе эскадры оказываются в пределах видимости; с дистанции 24 км немцы первыми открывают огонь. Вначале они сосредоточивают свой огонь на линкоре «Худ»; через 11 мин. после одного или нескольких прямых попаданий 380-мм снарядов «Бисмарка» на «Худе» раздается страшный взрыв: раскалывая корабль пополам, в воздух взлетает все содержимое артиллерийского погреба, расположенного между грот-мачтой и трубой. Еще через несколько минут один из крупнейших военных кораблей мира идет ко дну. Из 1400 человек команды удается спастись только троим. После этого немцы сосредоточивают огонь всей своей артиллерии на линкоре «Принс-оф-Уэльс» — новейшем корабле английского флота. Вскоре и этот корабль оказывается неспособным продолжать бой; сильно дымя, он отворачивает на восток. Никакого другого выхода у английского линкора и нет, так как его орудийные башни главного калибра еще не полностью установлены и не приняты военно-морским ведомством!

Крейсер «Принц Ойген» выходит из этого боя невредимым. Линкор «Бисмарк» имеет два прямых попадания: один из снарядов разорвался под броневым поясом в носовой части корабля. Все носовое нефтехранилище вскрыто, и жидкое топливо уходит в море, оставляя на поверхности воды ясно видимый след корабля. Это сильно облегчает английским воздушным и морским разведчикам следить за его передвижением. Уровень воды в носовой части корабля постоянно растет; «Бисмарк» получает сильный дифферент на нос, а его максимальная скорость снижается до 26 узлов.

Вечером того же дня благодаря проделанному «Бисмарком» повороту на обратный курс крейсеру «Принц Ойген» удается обмануть англичан и, воспользовавшись дождевым шквалом, вырваться на просторы Атлантического океана. Между тем англичане предпринимают целый ряд мер для уничтожения «Бисмарка». Эскадра адмирала Сомервилля, базировавшаяся на Гибралтар, полным ходом спешит на север; в ее состав входят: линкор «Ринаун», авианосец «Арк Ройал», легкий крейсер «Шеффилд» и 6 эсминцев; для перехвата немецкого линкора вперед высланы тяжелые крейсеры «Лондон» и «Эдинборо»; находящийся в нескольких сотнях миль далее к западу линкор «Рэмиллис» также вызван к условленному месту встречи. От западных берегов Ирландии наперерез «Бисмарку» идет линкор «Родней» с 3 эсминцами. С севера на борьбу с «Бисмарком» спешит английский командующий флотом метрополии, имея в составе своей эскадры линкор «Кинг Джордж V», линейный крейсер «Рипалс», авианосец «Викториес», легкие крейсеры «Кения», «Галатея», «Аурора» и «Гермион». От берегов Северной Америки вызван линкор «Ривендж». Даже 5 эсминцев, следующие в составе идущего на запад английского конвоя, получают новую боевую задачу: соединиться с английскими линкорами, спешащими на перехват немецкого корабля без охранения и прикрытия с моря и с воздуха.

Первыми настигают линкор самолеты-торпедоносцы с авианосца «Викториес». Незадолго до полуночи они начинают атаку немецкого линкора, упорно пробиваясь сквозь огонь зенитной артиллерии «Бисмарка». Одна из торпед попадает в цель, но, разорвавшись у броневого пояса по правому борту корабля, она не причиняет ему никакого вреда.

Между тем ветер крепчает, все чаще и чаще на корабль налетают шквалы дождя. Преследующие корабли англичан, получив сообщение о замеченных в этом районе немецких подводных лодках, начинают часто менять курс. Все это приводит к тому, что на рассвете 25 мая английские крейсеры теряют «Бисмарка» из виду. На немецком линкоре об этом узнают лишь через много часов из радиограммы командования группы военно-морских сил «Запад». Английская радиоразведка совершает ошибку, исчисляя местонахождение «Бисмарка» по радиопеленгу, и адмирал Товэй приходит к выводу, что его противник сделал поворот на обратный курс. Английское Адмиралтейство вскоре обнаруживает ошибку радиолокации, но пять часов драгоценного времени уже потеряны даром. Для англичан обстановка осложняется еще и тем, что на их кораблях начинает чувствоваться недостаток топлива; линейный крейсер «Рипалс» и несколько эсминцев уходят для пополнения его запасов.

В 10 час. 30 мин. 26 мая английской летающей лодке «Каталина», поднявшейся с северного побережья Ирландии в 3 часа ночи, удается, наконец, разыскать «Бисмарка». Вскоре после этого немецкий линкор обнаруживается еще одним самолетом, высланным на разведку с авианосца «Арк Ройал». Однако самолетам-торпедоносцам, поднятым с авианосца, явно не везет. Из-за путаницы при передаче приказов английские самолеты атакуют свой собственный крейсер «Шеффилд», который лишь с большим трудом увертывается от выпущенных в него торпед. К вечеру адмирал Сомервилль вновь бросает свои самолеты в атаку на немецкий линкор. Зарегистрировано два попадания! Одна торпеда попадает в среднюю часть корабля, но не причиняет ему существенного вреда. Зато вторая торпеда сброшена весьма удачно! Она разрывается у самого руля, и корабль теряет управление.

События принимают для «Бисмарка» почти драматический характер. Как раз к этому времени английский командующий решает ровно в полночь прекратить преследование, так как его крупные корабли начинают испытывать острый недостаток горючего, а район боя неуклонно приближается к границам сферы действий немецкой авиации. Однако после удачного взрыва торпеды обстановка резко меняется; медлить теперь нельзя, и английский адмирал решает драться, не пополняя запасов горючего!

В распоряжении английских эсминцев, освобожденных от обязанностей по охране каравана, оказывается более чем достаточно времени на занятие позиций для торпедной атаки. После полуночи эсминцы, приблизившись к линкору, один за другим выпускают свои торпеды. «Бисмарк» успевает своевременно открыть огонь; это заставляет эсминцы отойти на такую дистанцию, на которой попадание становится делом чистой случайности. Из 16 выпущенных эсминцами торпед ни одна не достигает цели. С другой стороны, и сами эсминцы не получают никаких серьезных повреждений от артиллерийского огня, открытого «Бисмарком».

Заключительный акт драмы разыгрывается утром 27 мая 1941 года. К месту боя подходит группа адмирала Товэя в составе двух линкоров, которые поддерживает крейсер «Норфолк». Одновременно с востока в бой вступает тяжелый крейсер «Дорсетшир». «Родней» выпускает шесть торпед, «Норфолк» — четыре, но опять ни одна из них не попадает в цель. Тогда англичане открывают по немецкому линкору сильный сосредоточенный огонь. Средняя часть линкора окутывается дымом и пламенем, передовой пост управления артиллерийским огнем разбит, значительная часть орудий корабля выведена из строя, почти все верхние надстройки разрушены. Около 10 час. утра «Бисмарк» посылает в англичан свой последний снаряд: запас боеприпасов исчерпан. После этого в немецкий линкор попадает еще несколько снарядов и две торпеды, однако корабль все еще устойчиво держится на воде. К этому времени запас топлива на английских линкорах подходит к концу. Они вынуждены выйти из боя и направиться в ближайшую базу, расходуя последние остатки топлива. Команда немецкого линейного корабля открывает кингстоны; в турбинных отсеках устанавливаются подрывные заряды замедленного действия. Крейсер «Дорсетшир» выпускает по гибнущему кораблю еще две торпеды; команда покидает линкор, люди пытаются удержаться на воде, используя все виды спасательных средств и даже плавающие на море обломки. Адмирал Лютьенс и командир «Бисмарка» капитан 1 ранга Линдеман решают остаться в боевой рубке и разделить участь своего корабля.