Во время своего единственного похода в мае 1941 года потопил в Датском проливе британский флагман, линейный крейсер «Худ». Начавшаяся после этого охота британского флота за «Бисмарком» трое суток спустя закончилась его потоплением.
Операция «Рейнские учения» (нем. Rheinübung) предусматривала выход «Бисмарка» и тяжёлого крейсера «Принц Ойген» в Атлантику через Датский пролив. Главной целью операции были торговые корабли на британских морских коммуникациях.
Британские корабли «Худ» и «Принц Уэльский», шедшие на перехват «Бисмарка», установили визуальный контакт с немецким соединением рано утром 24 мая. Британские корабли начали бой в 5:52 утра на расстоянии 22 км.
Линкор «Бисмарк», 1940 год
В 5:56 шестой залп «Принца Уэльского» принёс попадание: снаряд пробил топливные цистерны, вызвав обильную утечку топлива и поступление воды в цистерны. «Бисмарк» стал оставлять нефтяной след. Минуту спустя «Худ» получил попадания от второго залпа «Принца Ойгена» и третьего залпа «Бисмарка», на корме и у миделя корабля начались пожары.
«Бисмарк» получил попадание от девятого залпа «Принца Уэльского» ниже ватерлинии, а минуту спустя и третье. К 6:00 корабли находились на расстоянии 16—17 км.
В это время на «Худе» раздался взрыв, по-видимому, вызванный попаданием пятого залпа «Бисмарка» в хранилище боезапаса, корабль разорвало на две части, нос и корма взлетели в воздух, и он затонул за считанные минуты.
Капитан Линдеман предложил начать погоню и потопить «Принца Уэльского», однако адмирал Лютьенс принял решение продолжать поход. На «Бисмарке» был выведен из строя один из генераторов, в котельное отделение № 2 начала поступать вода, пробиты две топливные цистерны, имелся дифферент на нос и крен на правый борт. Лютьенс решил вести «Бисмарк» на ремонт во французский порт Сен-Назер, откуда после ремонта он мог беспрепятственно выйти на просторы Атлантики.
Кроме того, позже к нему могли присоединиться «Шарнхорст» и «Гнейзенау». Капитану «Принца Ойгена» было приказано продолжать атаки на британские конвои самостоятельно.
«Бисмарк» до морского боя, 24 мая 1941 года
«Норфолк», «Саффолк» и «Принц Уэльский» продолжали преследовать немцев, сообщая об их расположении. Гибель «Худа» была крайне болезненно воспринята в британском Адмиралтействе
Вечером 24 мая британский адмирал Тови приказал авианосцу «Викториес» сократить дистанцию, и в 22:10 с него стартовали 9 торпедоносцев «Суордфиш». Под сильным огнём они атаковали линкор и добились одного торпедного попадания по правому борту. Несмотря на плохую погоду, темноту, неопытность экипажей и поломку наводящего радиомаяка, все самолёты к 02:30 смогли вернуться на «Викториес». Серьёзных повреждений нанесено не было, единственное торпедное попадание пришлось в главный броневой пояс.
В ночь с 24 на 25 мая «Бисмарк», воспользовавшись тем, что его преследователи, по-видимому, опасаясь возможной атаки подводных лодок, начали совершать зигзаги, прервал контакт. В 4:01 25 мая «Саффолк» сообщил: «контакт с неприятелем потерян».
Гибель Худа. (Дистанция между кораблями не в масштабе)
В 10:10 26 мая «Бисмарк» был обнаружен в 690 морских милях к северо-западу от Бреста американо-британским экипажем гидроплана «Каталина» британского командования береговой авиации.
Единственным британским соединением, способным замедлить «Бисмарк», было соединение «H» под командованием адмирала Соммервилля, которое вышло из Гибралтара, имея в своём составе авианосец «Арк Ройял» (HMS Ark Royal). В 14:50 с него к месту обнаружения вылетели торпедоносцы-бипланы «Суордфиш».
В 20:47 пятнадцать торпедоносцев с «Арк Ройял» начали вторую атаку на «Бисмарк». Две машины велись пилотами настолько низко, что команды скорострельной малокалиберной артиллерии находились выше атакующих и с трудом различали их на фоне волнующегося моря. Британские пилоты добились двух (трёх, по другим источникам) попаданий. Одно из них имело решающие последствия: пытаясь уклониться от торпеды, «Бисмарк» повернул влево, и торпеда вместо пояса брони по правому борту попала в кормовую часть, нанеся тяжёлое повреждение рулевого механизма и заклинив рули. «Бисмарк» потерял возможность маневрировать и начал описывать циркуляции.
Атлантический рейд «Бисмарка» и его перехват
27 мая в 08:00 утра британские линкоры «Родни» и «Кинг Джордж V» подошли к «Бисмарку» на расстояние 21 морской мили (39 км). Огонь был открыт в 08:47. «Бисмарк» ответил огнём, но его неспособность уклоняться и крен негативно влияли на точность стрельбы.
В 09:08 406-мм снаряд с «Родни», поразил обе носовые башни «Бисмарка», «Anton» и «Bruno», выведя из строя последнюю. Одновременно другим попаданием разрушило передовой контрольный пункт, убив большинство высших офицеров. Кормовые башни корабля «Caesar» и «Dora» продолжали стрельбу на близкой дистанции, но попаданий не добились.
В 09:21 «Dora» была подбита. Команде «Anton» удалось произвести один последний залп в 09:27. В 09:31 «Caesar» дала свой последний залп и тогда же вышла из строя. Близкие разрывы снарядов этого залпа повредили «Родни», заклинив торпедные аппараты. Огонь «Бисмарка» в ходе всего сражения был сосредоточен на «Родни», возможно, в надежде на достижение успеха, подобного достигнутому в противостоянии с «Худом». Когда адмирал Гернси наблюдал это, он заметил: «Слава Богу, немцы стреляют по „Родни“».
После 44 минут боя тяжёлые орудия «Бисмарка» смолкли. «Родни» подошёл на дальность прямого выстрела (приблизительно 3 км), в то время как «Кинг Джордж V» продолжал стрельбу с большего расстояния.
Оставшиеся в живых, пытающиеся подняться на борт HMS Dorsetshire
«Бисмарк» не спускал боевого флага. Британцы не испытывали желания оставить «Бисмарк» в покое, но и тот не подавал признаков сдачи, несмотря на неравную борьбу. Запасы топлива и снарядов британской эскадры были невелики. Это создавало дополнительные трудности для линейных кораблей, стремившихся потопить боевую единицу подобную «Бисмарку», несмотря на численное превосходство. Однако, когда стало очевидно, что их враг не сможет достигнуть порта, «Родни», «Кинг Джордж V» и эсминцы были отозваны домой. Крейсерам было приказано добить «Бисмарк» торпедами. «Норфолк» использовал свои последние торпеды, подключившийся к атаке «Дорсетшир» выпустил три 533-мм торпеды, которые поразили «Бисмарк» на короткой дистанции.
Верхняя палуба линейного корабля была почти полностью разрушена, но его машины всё ещё функционировали. Иоганн Ганс Циммерман (кочегар котельного отделения «Бисмарка») рассказывает о забортной воде, подступавшей к линии подачи топлива к котлам, что заставило механиков уменьшать скорость до семи узлов, опасаясь взрыва.
Был отдан приказ открыть кингстоны и покинуть корабль. Многие из команды прыгали за борт, но с нижних палуб только нескольким морякам удалось выбраться живыми. Капитан Линдеман считался убитым со всеми офицерами после того, как мостик был поражён 16-дюймовым (406-миллиметровым) снарядом. Неясно также, он ли отдавал приказ покинуть судно или же нет. В то же время некоторые из спасшихся настаивали, что видели капитана живым, добровольно оставшимся со своим идущим ко дну кораблём.
«Бисмарк» ушёл под воду, перевернувшись вверх килем в 10:39 тем утром. Некоторые из членов команды не делали попытки отплыть подальше, но карабкались на днище и ушли под воду вместе с кораблём