俾斯麦号战列舰（德语：Bismarck）是纳粹德国战争海军建造的两艘俾斯麦级战列舰的主导舰，它以1871年德意志统一时的首任宰相——奥托·冯·俾斯麦命名。该舰于1936年7月在汉堡的布洛姆－福斯船厂进行龙骨架设（德语：Kiellegung），1939年2月下水。全部工程是在1940年8月完成，并随即投入德国舰队服役。俾斯麦号及其姊妹舰提尔皮茨号是德国曾经建造的最大型战列舰，也是由欧洲国家所建造的最大型战列舰之二。
在由唯一一任舰长——海军上校恩斯特·林德曼所指挥的八个月服役生涯中，俾斯麦号仅于1941年5月参加了一次代号为“莱茵演习”的进攻行动。它连同重巡洋舰欧根亲王号试图强行闯入大西洋，以袭击从北美至英国的同盟国航运。两艘舰的行踪在斯堪的纳维亚被多次发现，英国海军部队遂对其航路展开阻截。在丹麦海峡海战中，英军战列巡洋舰胡德号将欧根亲王号误认为俾斯麦号而对其设为首要攻击目标，但并未对其造成伤害反而是胡德号在战斗开始后不久便被俾斯麦号的主炮炮弹击中主炮下部弹药库造成诱爆沉没，威尔士亲王号随后在两舰的攻击下重创被迫逃跑。但威尔士亲王号主炮也击中俾斯麦号三发，其中一发摧毁了俾斯麦号的一个锅炉并对其的动力系统造成了严重影响，导致德军的袭击任务终止。
胡德号的覆灭促使英国皇家海军出动四十多艘战斗舰艇及大量辅助舰艇进行报复行动。两天后，在前往德占法国进行维修的途中，俾斯麦号遭到了从皇家方舟号航空母舰起飞的16架旧式剑鱼式双翼鱼雷轰炸机袭击；其中一次命中使得战列舰的操舵装置失效。至翌日的最后一战，已经瘫痪的俾斯麦号在与英国两艘战列舰及两艘重巡洋舰的持续交火中上部建筑及各武器组遭到了严重破坏，后开启通海阀自沉。舰只残骸由罗伯·巴拉德于1986年探明方位，并自此通过其它几次探险开展了进一步的考察。
俾斯麦号战列舰是根据“F”号合同，以“替代汉诺威号”（）作为临时代号进行订购，以替代已淘汰的前无畏舰汉诺威号。建造合同被授予汉堡的布洛姆－福斯船厂，并于1936年7月1日开始在九号船台（）进行龙骨架设（德语：Kiellegung）。舰只于1939年2月14日下水，在精心制作的下水典礼上，多萝特·冯·勒文费尔德（Dorothee von Löwenfeld）作为舰名出处、宰相奥托·冯·俾斯麦的孙女主持为舰只命名。阿道夫·希特勒则发表了命名演说。舾装工作于随后展开，在此期间，原始的直式舰艏被替换为与沙恩霍斯特级战列巡洋舰类似的“大西洋式舰艏”。俾斯麦号是在1940年8月24日投入舰队服役，随后于波罗的海进行海上试航（英语：sea trial）。在调试期间，海军上校恩斯特·林德曼就任该舰的指挥官。
俾斯麦号的标准排水量为41700公吨，满载排水量则达50300公吨，并有251米的全长、36米的舷宽和9.9米的最大吃水深度。这是德国体积最大的军舰，排水量亦超过当时任何其它欧洲军舰——除了在战后才入役的前卫号。俾斯麦号由3台布洛姆－福斯齿轮传动蒸汽轮机和12台燃油过热水管锅炉（英语：Water-tube boiler）驱动，总输出功率可达110450千瓦特，并在速度试验中达到30.01节（55.58千米每小时）的最大速度。该舰的巡航距离为8,870海里（16,430千米），这是在平均19节（35千米每小时）的速度中实现。此外，俾斯麦号还配备有3组FuMO 23型搜索雷达，分别安装在舰艏、舰艉两端的测距机（英语：Rangefinder）和前桅平台。
俾斯麦号的标准乘员编制为103名军官及1962名士兵。所有船员会被分入十二个由180至220人组成的部门。前六个部门被委任至舰只的武器装备，其中第一至第四分部负责主炮及副炮系统（英语：Battleship secondary armament），第五至第六分部负责高射炮。第七分部由专业人士组成，包括厨师和木匠，第八分部则由弹药处理人员组成。电报员（英语：Radio operator）、信号员和军需员被委任至第九分部。最后三个分部为轮机舱（英语：Engine room）人员。当俾斯麦号离开港口时，舰队职员、押解船员（英语：Prize crew）以及战地记者的登舰将乘员编制提升至超过2200人。有大约200位轮机舱人员是来自德国入侵挪威的“威瑟演习作战”期间损失的轻巡洋舰卡尔斯鲁厄号。俾斯麦号的船员发行有名为《舰钟》（）的舰报；这份报纸仅由工程部指挥官格哈德·茹纳克（Gerhard Junack）于1941年4月23日发表过一次。
俾斯麦号在四座双联装炮塔中装备有八门380毫米SK C/34型舰炮：两座背负式炮塔在前——即“安东”及“布鲁诺”，以两座在后——“采撒”及“朵拉”。副炮包括十二门150毫米SK C/28 L/55型舰炮，十六门105毫米Flak 38型炮、十六门37毫米SK C/30型和十二门20毫米Flak 30型高射炮。俾斯麦号还搭载了四架Ar 196水上侦察浮筒机（英语：Floatplane），配有一座大型机库和双头弹射器。舰只的水线装甲带有320毫米厚，并分别由一对50毫米厚的上甲板和100至120毫米厚的正甲板所覆盖。380毫米炮塔在正面和侧面的装甲厚度则分别有360毫米和220毫米厚。
1940年9月15日，即入役三周后，俾斯麦号离开汉堡开始在基尔湾进行海上试航。13号突破舰（英语：Sperrbrecher）于9月28日将俾斯麦号护送至阿尔科纳（英语：Cape Arkona），然后在但泽湾的戈滕哈芬进行测试。通过测速标间距运行和高速运行，舰只的动力设备得到了全面的验证。随着舰只接受稳定性和操纵灵活性测试，一项设计缺陷暴露出来：当试图仅通过改变螺旋桨转数来操控舰只时，船员发现到俾斯麦号只能非常困难的保持航向。即便外舷螺旋桨在相反方向以全功率运行，也只能产生轻微的转向能力。俾斯麦号的主炮是在11月下旬进行首次试射，实验证明这是一个极稳定的火炮平台。测试一直持续至12月，俾斯麦才启程返回汉堡，于12月9日抵达后再进行细微的修改并完成舾装工序。
该舰原计划于1941年1月24日返回基尔，但一艘商船在基尔运河沉没并对水路造成阻塞。恶劣天气妨碍了清除残骸的成效，俾斯麦号在3月之前都无法抵达基尔。延误令林德曼大为沮丧，他表示“俾斯麦号已在汉堡受缚了五个星期…海上宝贵时间的错失无可弥补，因此，舰只最后的战争部署将不可避免的造成重大拖延”。在等待前往基尔的同时，俾斯麦号还款待了瑞典海军驻柏林专员、海军上校安德斯·福塞尔（Anders Forshell）。他返回瑞典对该舰进行了详细说明，随后又由瑞典海军内部的亲英份子泄露给英国。这些资料为皇家海军提供了舰只的第一份完整描述，尽管它缺乏重要的参数，包括最大速度、行动半径和排水量等。
3月6日，俾斯麦号接到了驶往基尔的命令。在途中，舰只受到几架Bf 109战斗机、一对武装商船和一艘破冰船的护航。3月8日08:45，俾斯麦号在基尔运河的南岸短暂搁浅，但于一小时内便松解。舰只在翌日抵达基尔，在那里，其船员补充了弹药、燃料和其他物资，并涂上一层眩晕迷彩漆进行伪装。英国轰炸机于3月12日袭击了海港，但无功而返。3月17日，此时已被用作破冰船的旧战列舰西里西亚号，负责护送俾斯麦号穿越冰层前往戈滕哈芬，并由后者在当地继续进行战备训练。
由海军元帅埃里希·雷德尔领导的海军总司令部，计划继续使用重型舰船在大西洋对同盟国商船实施水面攻击的实践。两艘沙恩霍斯特级战列舰此时驻扎在法国布雷斯特，它们刚刚完成了进入大西洋实施大规模袭击的“柏林行动”。俾斯麦号的姊妹舰提尔皮茨号此时则已迅速接近完工。俾斯麦号和提尔皮茨号将从波罗的海出击（英语：Sortie），并与两艘沙恩霍斯特级舰只在大西洋集结；该行动最初定于1941年4月25日左右启动，因新月周期将更有利于作战。
然而，提尔皮茨号的工程进度比预期缓慢，直至2月25日才入役；该舰在年底前尚不具备作战能力。令情况更为复杂的是，格奈森瑙号在布雷斯特触雷，并在旱坞中遭到轰炸被进一步损坏。沙恩霍斯特号则需要在柏林行动后进行锅炉大修；工人在大修期间又发现锅炉的状态比预期更差。它也将无法按计划出击。英国轰炸机对基尔补给站的袭击还延误了对袖珍战列舰舍尔海军上将号和重巡洋舰希佩尔海军上将号的维修工作，这两艘舰无法在七月或八月前完成行动整备。海军上将君特·吕特晏斯作为战争海军的舰队司令，希望可以至少推迟行动直至沙恩霍斯特号或提尔皮茨号可供使用后，但海军总司令部却决定仅由俾斯麦号和重巡洋舰欧根亲王号组成的力量，继续执行代号为“莱茵演习”的行动。在4月26日于巴黎与雷德尔的最后一次面谈中，吕特晏斯受到了元帅的鼓励，他最终决定尽快开展行动，以防止敌人获得喘息机会。
1941年5月5日，阿道夫·希特勒和威廉·凯特尔在大批随员的陪同下，抵达戈滕哈芬视察俾斯麦号和提尔皮茨号。在希特勒会见吕特晏斯并就即将到来的任务进行讨论后，他们随舰进行了广泛的巡游。5月16日，吕特晏斯报告俾斯麦号和欧根亲王号已为莱茵演习行动做好了充分准备，因此他下令于5月19日傍晚继续展开任务。作为行动计划的一部分，一个由18艘补给舰组成的团队将被安排对俾斯麦号和欧根亲王号提供支援；4艘U型潜艇则沿着哈利法克斯至英国之间的护航线路实施侦察。
随着行动的展开，俾斯麦号的船员已增至2,221名官兵，这包括近65位将官职员和80位可在任务期间用于驾驶俘获船只的押解船员。在5月19日02:00，俾斯麦号离开戈滕哈芬驶向丹尼斯海峡。它于当日11:25与欧根亲王号会合，后者是在前一天晚上的21:18从阿尔科纳海岬（英语：Cape Arkona）出发。两艘舰的护航编队由3艘驱逐舰——Z10汉斯·洛迪号（英语：German destroyer Z10 Hans Lody）、Z16腓特烈·埃科尔特号（英语：Friedrich Eckoldt）和Z23号（英语：German destroyer Z23），以及一个扫雷艇区舰队组成。空军则在舰队驶出德国水域的过程中提供空中掩护。5月20日中午左右，林德曼通过扬声器向船员传达了该舰的任务。在大约同一时间，一支由10至12架飞机组成的瑞典空中侦察编队遇到德国部队，并报告了其编成及航向，但德国人并未发现他们。
一小时后，德国区舰队遇到了瑞典巡洋舰哥特兰号（英语：HSwMS Gotland (1933)），巡洋舰在卡特加特海峡跟踪德国人达两个小时之久。哥特兰号向海军总部传达报告，指出“两艘大型舰只、三艘驱逐舰、五艘护航舰以及10－12架飞机通过马斯特兰德，航向205°/20'”。然而，德国海军总司令部却并不担心哥特兰号所构成的安全隐患，尽管吕特晏斯和林德曼都相信行动秘密已经泄露了。这份报告最终转交至英国海军驻瑞典专员、海军上校亨利·德纳姆（Henry Denham）手中，他再传达知会英国海军部。在布莱切利园的密码破译员证实了大西洋的袭击正在迫近，因为他们已经从解密的报告中得知俾斯麦号和欧根亲王号搭载有押解船员，并向总部要求更多的航海图。为此，两架喷火战斗机受命前往挪威沿岸搜索德国区舰队。
德国也通过空中侦察证实了一艘航空母舰、三艘战列舰和四艘巡洋舰仍然停留在斯卡帕湾的英国海军主要基地，这令吕特晏斯确信英国人尚未察觉他的行动。5月20日傍晚，俾斯麦号及区舰队余部到达挪威海岸；扫雷艇就此分离，而两艘负责袭击的舰只及为其护航的驱逐舰则继续北行。翌日清晨，无线电截听人员截获了英国侦察机受命前往挪威海岸以北搜索两艘战列舰和三艘驱逐舰的信息。21日07:00，德国人发现了四架不明身份的飞机，遂迅速离开。12:00过后不久，区舰队到达卑尔根并在格里姆斯塔峡湾（英语：Grimstadfjord）抛锚，其间船员为之漆上了德国军舰在大西洋执行任务所使用的标准“舷外灰”色，以覆盖原本的波罗的海伪装色。
俾斯麦号在挪威期间，一对Bf 109战斗机于上空盘旋以保护其免受英国人空袭，但英国空军中尉迈克尔·萨克林（Michael Suckling）仍设法驾驶他的喷火战斗机飞到距德国区舰队上方约8000米的高度，并拍下了俾斯麦号及其护航编队的照片。在收到资料后，海军上将约翰·托维（英语：John Tovey, 1st Baron Tovey）下令派出战列巡洋舰胡德号、新入役的战列舰威尔士亲王号和六艘驱逐舰，以增援正于丹麦海峡巡逻的两艘巡洋舰。在斯卡帕湾的本土舰队余部也进入高度戒备状态。此外，还有18架轰炸机被派往攻击德国人，但峡湾周边的天气已经恶化，它们无法找到德国军舰。
俾斯麦号并未在挪威补充燃料，因为它的行动命令并没有此项要求。它在离港时已经比满载减少了200公吨，并在戈滕哈芬启程后又消耗了1000公吨。欧根亲王号则消耗了764公吨燃料。5月21日19:30，俾斯麦号、欧根亲王号以及三艘护航驱逐舰离开卑尔根。在午夜，当部队进入公海并向北冰洋进发时，雷德尔向希特勒透露了行动，后者勉强同意了这次袭击计划。三艘护航驱逐舰于5月22日04:14分离，而袭击部队则驶出特隆赫姆。在大约12:00，吕特晏斯命令他的两艘舰只转向丹麦海峡，试图突破至大西洋外海。
在5月23日03:00，吕特晏斯下令俾斯麦号和欧根亲王号提速至27节（50千米每小时），以便疾冲通过丹麦海峡。进入海峡后，两艘舰只都启动了其FuMO雷达探测设备。俾斯麦号领先欧根亲王号约700米，浓雾则使能见度降低至3000－4000米。德国人在10:00左右遇到一些冰层，这需要将速度降低至24节（44千米每小时）。两小时后，双舰编队已经到达冰岛北部。然后舰只被迫以锯齿形移动，以躲避浮冰。在19:22，德国军舰的水听器和雷达操作员探测到英国重巡洋舰萨福克号（英语：HMS Suffolk (55)）出没于大约12500米的范围内。欧根亲王号的无线电截听小组解密了由萨福克号发出的无线电信号，并了解到自己的行踪已经暴露。
吕特晏斯准许欧根亲王号与萨福克号交战，但德国巡洋舰的舰长无法清楚辨认出目标，遂未开火。萨福克号迅速退避至安全距离，并尾随德国舰只。在20:30，另一艘重巡洋舰诺福克号（英语：HMS Norfolk (78)）与萨福克号会合，但过于接近德国侵略者。吕特晏斯命令他的舰只与英舰交战；俾斯麦号发出五轮齐射，其中三发跨射了诺福克号，而弹壳碎片则洒落在其甲板上。巡洋舰遂施放烟幕并逃入雾堤，结束了简短的交锋。由主炮射击产生的巨大震动导致桅杆上的凝结冰脱落，砸坏了俾斯麦号的FuMO 23型雷达组；这迫使吕特晏斯下令由欧根亲王号领头，以其正常运行的雷达为编队提供侦察。
在22:00左右，吕特晏斯下令俾斯麦号进行180度的转向，试图突袭两艘跟踪他的重巡洋舰。尽管俾斯麦号在雨飑之中变得难以辨认，但萨福克号的雷达迅速侦测到调动，使巡洋舰得以逃脱。巡洋舰在整夜都保持其战位，并不断报告德国舰只的位置和方向。恶劣天气在5月24日清晨消退，天空开始放晴。在05:07，欧根亲王号的水听器操作员在20海里（37千米）的范围内侦测到一对不明身份的舰船，报称为“相对方位为280°的两艘快速移动的涡轮机船噪音”。
在05:45，德国人的望远镜在海平面上发现了烟雾；结果证实是来自由英国海军中将兰斯洛特·霍兰德（英语：Lancelot Holland）指挥的胡德号及威尔士亲王号。吕特晏斯下令其舰只船员进入战斗岗位。至05:52，当双方距离缩短至26000米后，胡德号率先开火，威尔士亲王号也于一分钟后跟进。胡德号迎击的是被英国人误认为俾斯麦号的欧根亲王号，而威尔士亲王号则射向俾斯麦号。阿达尔贝特·施耐德（英语：Adalbert Schneider）作为俾斯麦号的首席枪炮官，曾两次请求允许回击，但吕特晏斯犹豫不决。林德曼随即介入，他强烈要求吕特晏斯允许开火，迫使后者态度软化，并在05:55下达了与英舰交战的命令。
英国舰只迎面逼近德国舰只，因此只能使用前侧的主炮。俾斯麦号和欧根亲王则可以在整个舷侧射击。在开火几分钟之后，霍兰德下令向左转舵20°，以使他的舰船能使用后部炮塔交战。而两艘德国战舰都集中火力攻击胡德号。在德舰开火大约一分钟后，欧根亲王号的一枚203毫米的高爆炸弹命中对手；爆炸又点燃了UP火箭炮（英语：Unrotated projectile）并引发大火，但被迅速扑灭。在发射了3轮四炮齐射后，施耐德锁定了胡德号的位置；便立即下令俾斯麦号以380毫米口径主炮实施速射。他还指示战舰用150毫米口径副炮与威尔士亲王号交战。霍兰德则第二次下令向左转舵20°以使他的舰只航向同俾斯麦号和欧根亲王号平行。吕特晏斯遂命欧根亲王号转移火力瞄准威尔士亲王号，以使其两个对手都受到攻击。几分钟后，欧根亲王号双发命中战列舰，并引发小火。
随后，吕特晏斯命令欧根亲王号落于俾斯麦号之后，因此她得以继续监视诺福克号和萨福克号的方位，后两者仍然维持在以东在10至12海里（19至22千米）处。在06:00，当俾斯麦号进行第五轮齐射时，胡德号完成了第二次向左转舵。两枚炮弹落空，射到舰只附近的水面，但至少有一枚38公分的穿甲弹击中了胡德号，并穿透了其薄弱的甲板装甲。炮弹一直进入后弹药库，引爆了约112公吨的线状无烟火药推进剂。舰只后部的巨大的爆炸使主桅杆至后烟囱之间断成两截；前半段在海水冲入之前继续向前移动，导致舰艏以陡倾角升上空中。舰艉也随着冲入开裂舱室的水流而升高。施耐德通过其舰只的扬声器呼喊：“她正在下沉”！在仅八分钟的交火后，胡德号便已击沉，舰上1,419名船员几乎全数罹难，仅余3人幸存。
俾斯麦号随即将火力转移至威尔士亲王号。英国战列舰的第六轮齐射击中了俾斯麦号，而德国舰只仅在首轮齐射取得命中。其中一枚炮弹射入了威尔士亲王号的舰桥，但她没有爆炸而是从另一侧穿出，造成除舰长约翰·利奇（英语：John Leach (Royal Navy officer)）上校和一位信号兵外，舰只指挥中心的其他人全部丧命。两艘德国舰只持续向威尔士亲王号开火，并对其造成严重破坏。这艘新入役的英国战列舰还发生了火炮故障，但当时舰上只有民用技工。尽管主炮存在技术故障，但威尔士亲王号仍然三发命中俾斯麦号。第一次命中了水线上方的艏楼，却足够低至令涌浪进入船体。第二枚炮弹击中水线装甲带下方，并在接触防鱼雷舱壁时爆炸，使得涡轮发电机舱被完全淹没并蔓延至相邻的锅炉房。第三枚炮弹则击穿了其中一艘舰载艇，然后又穿透浮筒机弹射器而未发生爆炸。
在06:13，利奇下令撤退；他的舰只持续严重受损，十门14英寸（360毫米）主炮中仅余五门仍可开火。威尔士亲王号作了一个160°的转舵，并施放烟幕以掩护其撤离。随着距离的拉大，德国人亦停火。尽管林德曼强烈主张追击威尔士亲王号并将其摧毁，吕特晏斯却谨遵“尽量避免与并非对商船实施护航的敌军交战”的行动命令，坚决拒绝了林德曼的请求，转而下令俾斯麦号和欧根亲王号向北大西洋进发。在交战过程中，俾斯麦号共发射了93枚穿甲弹，并被3枚炮弹击中。艏楼的中弹使得1000－2000公吨海水灌入舰内，污染了贮存在舰艏的燃油并导致有一千吨燃料泄漏。吕特晏斯拒绝减速供损害控制团队修复弹孔，导致弹孔扩大并有更多的水进入舰内。第二次中弹则造成一些额外的进水；其弹片也损坏了涡轮发电机舱的蒸汽管线，但这并不严重，因为俾斯麦号具有足够的其它发电机储备。这两次命中的联合进水导致舰身有9度的左舷侧横倾和3度的艏倾。
在交战后，吕特晏斯报告道：“战列巡洋舰，可能是胡德号，沉没。另一艘战列舰，乔治五世国王号（英语：HMS King George V (41)）或声望号，受损掉头离开。两艘重巡洋舰保持接触”。在08:01，他向海军总司令部发送了损坏报告和意图，即分派欧根亲王号进行通商破坏，并至圣纳泽尔进行维修。10:00后不久，吕特晏斯下令欧根亲王号落后于俾斯麦号，以查明舰艏中弹后漏油的严重程度。在确定“大量燃油从（俾斯麦号的）两侧流出”后，欧根亲王号回到了领头的位置。过了大约一小时，英国一艘桑德兰式飞行艇将海面的浮油情况报告至萨福克号和诺福克号，它们此时已与受损的威尔士亲王号会合。海军少将弗雷德里克·韦克-沃克（英语：Frederic Wake-Walker）作为两艘巡洋舰的指挥官，下令威尔士亲王号保持在其舰只身后。
皇家海军命令该地区的所有军舰都加入对俾斯麦号和欧根亲王号的追击。托维的本土舰队已前往拦截德国袭击者，但至5月24日清晨仍然相距超过350海里（650千米）。英国海军部指示轻巡洋舰曼彻斯特号（英语：HMS Manchester (15)）、伯明翰号（英语：HMS Birmingham (C19)）以及阿瑞图萨号（英语：HMS Arethusa (26)）巡逻丹麦海峡，以防止吕特晏斯循原路返回。刚结束对不列颠尼克号（英语：MV Britannic (1929)）实施护航并在波士顿海军造船厂（英语：Boston Navy Yard）完成整修的战列舰罗德尼号加入了托维的队伍。受命进行追猎的还包括两艘老旧的复仇级战列舰：从哈利法克斯驶来的复仇号（英语：HMS Revenge (06)），以及原在陪同HX127号护卫舰的拉米伊号（英语：HMS Ramillies (07)）。共计有6艘战列舰或战列巡洋舰、2艘航空母舰、13艘巡洋舰以及21艘驱逐舰参与了追击行动。在大约17:00，威尔士亲王号的船员将舰上十门主炮中的九门修复至工作状态，当机会到来时，韦克-沃克会将其置于编队之首，以攻击俾斯麦号。
随着天气逐渐恶化，吕特晏斯试图于16:40支开欧根亲王号。但风暴的剧烈程度不足以令其摆脱韦克-沃克的巡洋舰，后者继续保持雷达接触。欧根亲王号因此被暂时召回。这艘重巡洋舰至18:14才成功离队。当时俾斯麦号转舵直面韦克-沃克的编队，迫使萨福克号以高速回避。威尔士亲王随即向俾斯麦号共发射了十二轮齐射，其中九轮响应，但无一命中。该举动成功转移了英国人的注意力，欧根亲王号得以悄然离去。在俾斯麦号恢复其原来的航向后，韦克-沃克的三艘舰位居俾斯麦号的左舷侧。
尽管俾斯麦号在交战中受损并被迫降低速度，但它仍能以27至28节（50至52千米每小时）的速度前进，这是托维的乔治五世国王号的最高速度。除非俾斯麦号自己放缓，否则英国人无法阻止它到达圣纳泽尔。5月25日16:00前不久，托维分离了航空母舰胜利号（英语：HMS Victorious (R38)）和4艘轻巡洋舰并重新制定航向，以使胜利号上的鱼雷轰炸机能够起飞。在22:00，胜利号的攻击群起飞，它们由隶属第825海军航空联队（英语：825 Naval Air Squadron）、受海军少校尤金·埃斯蒙德（英语：Eugene Esmonde）指挥的6架海燕式战斗机和9架剑鱼式轰炸机组成。经验不足的飞行员在接敌时几乎向诺福克号发动攻击，这种混乱引起了俾斯麦号的高射炮兵戒备。
俾斯麦号也利用主炮和副炮以最大俯角向鱼雷轰炸机施射，目的是在其低飞进近的航路中产生巨大冲力的水花飞溅。没有一架飞机被击落。俾斯麦号则躲开了八枚鱼雷攻击，但第九枚却击中了舰舯的水线装甲带，将1人抛入舱壁致死，另有5人负伤。爆炸也造成了电气设备的轻微损坏。舰只还因为躲避鱼雷所作的操纵而受到更严重的损害：速度的急促变化导致堵漏网垫松脱，使得舰艏弹孔涌入更多的海水，并被迫最终放弃了左舷2号锅炉房。第二台锅炉的丧失，加上燃油泄漏和加剧的艏倾，迫使舰只减速至16节（30千米每小时）。在潜水员修复了舰艏的堵漏网垫后，航行速度又提高至20节（37千米每小时），这是指挥人员确定的驶向德占法国的最节俭速度。
在剑鱼式轰炸机离开现场后不久，俾斯麦号和威尔士亲王号便进行了一场简短的炮战。双方都没有取得命中。俾斯麦号的损害控制组在短暂的交战后恢复工作。4号涡轮发电机（英语：Turbo generator）给水系统面临着来自淹没的左舷2号锅炉房的海水侵袭威胁，这将使盐水到达涡轮机。盐水会侵蚀涡轮叶片，从而大大降低舰只速度。至5月25日上午，危机解除。俾斯麦号减速至12节（22千米每小时），以便潜水员将燃油从前舱泵送至后部液体槽；两根软管成功连接，并转移了数百吨燃油。
随着追击进入无冰水面，韦克-沃克的舰只被迫以锯齿形移动，以避免可能出没于该地区的德国U型潜艇。这要求舰只向左转舵行驶10分钟，然后再向右转舵行驶10分钟，以保持舰只在同一基准航向。在向左转舵的最后几分钟内，俾斯麦号脱离了诺福克的雷达范围。5月25日03:00，吕特晏斯下令提速至最大速度，此时为28节（52千米每小时）。然后，他命令舰只以环形向西再向北移动。这项操纵与其舰处于雷达范围之外的时间相重合；俾斯麦号因此成功断绝了雷达接触，并在追赶者的身后环行。萨福克号的舰长假定俾斯麦号是向西逃逸，并试图也通过西行找出它。半小时后，他通知了韦克-沃克，后者遂命令三艘舰只在日光下散开，以视觉方式进行搜索。
皇家海军的搜索变得急躁，因为许多英国舰只已经燃料不足。胜利号及其护航巡洋舰被派往西行，韦克-沃克的舰只继续向西和向南，而托维则继续驶向大西洋中部地区。H部队（英语：Force H）携同航空母舰皇家方舟号从直布罗陀出发，至少还需一天时间。吕特晏斯尚未察觉到已然摆脱了韦克-沃克，他向设于巴黎的海军集团西线总部发送了长篇电报。这些信号被英国人拦截，并从中确定了相对方位。然而，他们在乔治五世国王号上错误绘制的标定点，导致托维相信俾斯麦号是通过冰岛－法罗群岛的间隙返回德国，这使他的舰队处于错误的航向中长达七小时。当发现错误时，俾斯麦号与英国舰只之间已经有了相当大的差距。
英国的密码破译员能够解密部分德国信号，其中包括一条要求德国空军为俾斯麦号提供掩护而前往布雷斯特的命令，由简·福西特（英语：Jane Fawcett）于1941年5月25日解密。法国抵抗运动向英国人确认德国空军部队正向那里转移。托维此时可以将他的兵力调往法国，在俾斯麦号必须经过的区域集结。皇家空军海岸司令部（英语：RAF Coastal Command）驻扎在北爱尔兰的一个PBY卡特琳娜水上飞机联队也加入搜索，范围涵盖了俾斯麦号试图到达德占法国的区域。5月26日10:30，驾驶卡特琳娜的美国海军少尉飞行员伦纳德·B·史密斯（英语：Leonard B. Smith）发现了俾斯麦号的踪迹，位于布雷斯特西北约690海里（1,280千米）处。以当前的速度，它不消一天时间便可到达U型潜艇和空军的保护范围内。大部分英国兵力都不足以接近阻止它。
皇家海军唯一的寄望是由海军上将詹姆斯·萨默维尔（英语：James Somerville）指挥的皇家方舟号和H部队。胜利号、威尔士亲王号、萨福克号和反击号由于燃料短缺而被迫中断搜索；仅剩的重型舰只除了H部队外，只有乔治五世国王号和罗德尼号，但它们过于遥远。当卡特琳娜发现俾斯麦号时，皇家方舟号的剑鱼机也已在其附近展开搜索。几架鱼雷轰炸机同样找到了战列舰，距离皇家方舟号大约60海里（110千米）。随着剑鱼返回并重新装载鱼雷后，萨默维尔下令尽快攻击。他将巡洋舰谢菲尔德号（英语：HMS Sheffield (C24)）分离前往盯梢俾斯麦号，但皇家方舟号的飞行员并没有接到这一通知。结果，装备有新型磁性雷管的剑鱼意外攻击了谢菲尔德号。但由于磁性雷管未能正常工作，谢菲尔德号得以毫发无损。
当返回皇家方舟号时，剑鱼装载了配以接触式雷管的鱼雷。第二次攻击由15架飞机组成，于19:10起飞。在20:47，鱼雷轰炸机穿过云层下降开始攻击。随着剑鱼的接近，俾斯麦号以主炮向谢菲尔德号施射，其中第二轮齐射以跨射命中对方巡洋舰。弹壳碎片洒落在谢菲尔德号，造成3人死亡，另有数人负伤。谢菲尔德号遂在烟幕的掩护下迅速撤退。剑鱼然后攻击；俾斯麦号随着高射炮与轰炸机交火开始剧烈转舵。一枚鱼雷命中左舷侧的舰舯，正好位于水线装甲带底缘的下方。爆炸的力量因水下保护系统和装甲带而受到极大遏制，但一些结构损坏仍引发轻微水浸。
第二枚鱼雷是由飞行员约翰·莫法特（英语：John Moffat (Royal Navy officer)）发射，它击中了俾斯麦号的左舷侧舰艉，靠近左舵轴。左舵组件的联轴器受到严重破坏，使得舵机被锁定在左转12°的方位。爆炸还造成了很大的冲击破坏。船员最终设法修理了右舵，但左舵仍然卡住。吕特晏斯驳回了使用爆破切断左舵的建议，因为螺旋桨的损伤将使战列舰无力。在21:15，吕特晏斯报告该舰已无法操纵。夜间又进行了各种不同的尝试，包括使用不同的螺旋桨速度并利用风来试图恢复操舵， 移除损坏的舰舵，用机库的大门临时替换舰舵都由于高浪海况而失败。所有人都意识到无法挽救俾斯麦号。在1941年5月27日上午，又尝试用舰载飞机将舰上的战争日记带往安全地带，由于两个飞机弹射器都损坏了这个尝试也失败。加了油的飞机更造成火灾风险，因此其只能将其翻倒在海里。
随着左舵卡死，俾斯麦号此时只能绕圈航行，无法逃离托维的部队。尽管英国舰只的数量因为燃料短缺已经减少，但战列舰乔治五世国王号和罗德尼号仍然可用，陪同它们的还有重巡洋舰多塞特郡号（英语：HMS Dorsetshire (40)）和诺福克号。吕特晏斯在26日21:40向总部发出信号：“舰只无法操纵。我们将战斗至最后一发弹药。元首万岁！”。船员的情绪变得愈发沮丧，特别是海军司令部的信息传达至舰只时。为了鼓舞士气，信息只强调了船员自己发现的绝望局面。随着夜幕降临，俾斯麦号曾短暂的向谢菲尔德号开火，然而这艘巡洋舰迅速逃走。谢菲尔德号在低能见度下脱离联系，而由海军上校菲利普·维安（英语：Philip Vian）率领的5艘驱逐舰编队则受命整夜与俾斯麦号保持接触。
这些舰只于22:38与俾斯麦号交战；战列舰很快以其主炮瞄准它们。经过三轮齐射后，它跨射中波兰（英语：Polish Armed Forces in the West）驱逐舰闪电号（英语：ORP Piorun (G65)）。驱逐舰继续保持紧密范围，直至一次约12000的近距脱靶才迫使其避开。从整夜至清晨，维安的驱逐舰都烦扰着俾斯麦号，利用曳光弹照亮它并发射了数十枚鱼雷，但无一命中。在05:00至06:00之间，俾斯麦号的船员试图起飞一架阿拉多196型浮筒机，以带走舰只的战斗日志、与胡德号的交战录像及其它重要文件。然而，被威尔士亲王号命中的第三发炮弹击穿了飞机弹射器的蒸汽管路，致使其失效。由于无法弹射飞机，它已成为一个火灾隐患，并被推至舷外。
5月27日破晓后，乔治五世国王号主导了攻击。罗德尼号跟随在其左舷舰艉开外；托维意欲直接驶向俾斯麦号，直至相距大约8海里（15千米）处。在那时，他会将舰只转舵朝南，以与其目标相平行。在08:43，乔治五世国王号的瞭望员发现了俾斯麦号，距离在23000米左右。四分钟后，罗德尼号前部由六门16英寸（406毫米）炮组成的两座炮塔率先开火，然后乔治五世国王号的14英寸（360毫米）炮亦开始射击。俾斯麦号于08:05以前炮还击；其中第二轮齐射以跨射擦中罗德尼号。此后，俾斯麦号精确瞄准其火炮的能力变得越来越困难，因为无法掌舵的舰只在巨浪中不规律移动，并使施耐德不能进行预计射程的范围计算。
随着范围下降，舰只的副炮加入了战斗。诺福克号和多塞特郡号已足够接近并开始以其8英寸（200毫米）炮开火。在09:02，罗德尼号的一枚16英寸炮击中了俾斯麦号的前部舰艛建筑（英语：Superstructure），造成数百人死亡，并严重破坏了两座前炮塔。据幸存者称，这次齐射很可能杀死了林德曼和吕特晏斯，以及其余舰桥工作人员。主火控系统也在这次打击中被毁，同时还可能杀害了施耐德。这次齐射的第二枚炮弹击中了前主炮塔并使其失效，尽管它还是设法于09:27发射了最后一轮齐射。在后方控制站的海军中尉冯·米伦海姆-雷希贝格（von Müllenheim-Rechberg）接管了后炮塔的火力控制。他在一枚炮弹摧毁火炮指挥仪、使其设备失效之前，设法完成了三轮齐射。他还命令炮支独立射击，但在09:31，全部四座主炮塔都已无法工作。俾斯麦号的一枚炮弹在距罗德尼号舰艏约6米开外爆炸，并损坏了其右舷鱼雷发射管——这是俾斯麦号最接近直接命中对手。
至10:00，托维的两艘战列舰已经发射了逾700枚主炮炮弹，其中许多都非常接近目标；俾斯麦号已经沦为一片废墟，从头到尾都在燃烧。不受控制的涌水使其舰艉缓缓下沉，并伴以20度的左舷侧横倾。罗德尼号驶近至2700米，即该尺寸炮的近距离平射射程，并继续射击。托维不会停止射击，除非德国人撕毁其舰旗或明确表示弃舰。罗德尼号从左舷发射了两枚鱼雷，并有一枚命中。据卢多维奇·肯尼迪（英语：Ludovic Kennedy）表示，“如果属实，这会是历史上由一艘战列舰以鱼雷袭击另一艘战列舰的唯一实例”。
四艘英国舰只共向俾斯麦号发射了超过2800枚炮弹，并取得400多发命中，却始终无法以炮火击沉俾斯麦号。在大约10:20，由于燃料即将耗尽，托维下令巡洋舰多塞特郡号以鱼雷击沉俾斯麦号，并将他的战列舰遣返回港。多塞特郡号向俾斯麦号的右舷侧发射了一对鱼雷，其中一枚命中。然后，多塞特郡号移至其左舷侧发射了另一枚鱼雷，同样命中。当这些鱼雷攻击发生时，俾斯麦号已经严重倾斜，以至于甲板有部分已与水面持平。与此几乎同时俾斯麦号的大副汉斯·奥尔斯（Hans Oels）命令甲板以下的人员放弃舰只；他指示轮机舱的船员打开舰只的水密门，并进行凿沉装药筹备。首席工程长格哈德·茹纳克命人设置一个导火索燃程达9分钟的炸药包，但对讲机系统发生故障，他遂派遣一位信差去确认凿沉舰只的命令。信差没有再返回，而茹纳克点燃了导火索并责令船员弃舰。随着茹纳克及其战友以各自的方式通过不同的楼层，他们听到了炸药包被引爆。奥尔斯奔向舰只各处，命令人们放弃他们的岗位。在他到达甲板之后，一场巨大的爆炸杀死了他和另外百余人。最后的鱼雷似乎引爆了俾斯麦号左舷的舰艛建筑，而它已经位于水下了。10:35左右，俾斯麦号朝左舷倾覆，舰艉缓缓下沉，并在10:40消失于水平面。一些幸存者报称，当舰只沉没时，他们看见舰长吕特晏斯正于舰艏肃立。
在倾覆时弃舰的茹纳克没有观察到舰只右舷侧的水下损毁情况。冯·米伦海姆-雷希贝格的报告亦是如此，但他认为左舷当时在水下遭受了更为严重的破坏。大约400人此时落入水中；多塞特郡号和驱逐舰毛利号（英语：HMS Maori (F24)）周旋于其中，并放下绳索拉起幸存者。在11:40，当瞭望员发现了一艘他们认为是U型潜艇的舰艇后，多塞特郡号的舰长下令放弃救援工作。多塞特郡号已经救出85人，毛利号在离开现场时则拾起了25人。一艘U型潜艇随后到达并发现3名幸存者，而一艘德国拖网船（英语：trawler）也救起另外2人。由英国人带走的其中1人于翌日因伤重死亡。在俾斯麦号逾2200名船员中，只有114人最终幸存。
在莱茵演习行动期间，俾斯麦号曾三次被《国防军报道（英语：Wehrmachtbericht）》提及。第一次是对丹麦海峡海战的描述；第二次是对舰只毁灭的简要描述，而第三次则是夸张的声称俾斯麦号击沉了英国驱逐舰并击落5架敌机。1959年，作家C·S·福里斯特（英语：C. S. Forester）出版了他的小说《俾斯麦号的最后九日（英语：The Last Nine Days of the Bismarck）》。这本书被改编为电影《击沉俾斯麦号》，于次年发行。为了戏剧效果，电影展现了俾斯麦号被英国驱逐舰击沉并击落两架飞机，但这两者都不曾发生。同一年，歌手约翰尼·霍顿（英语：Johnny Horton）还发布了歌曲《击沉俾斯麦号（英语：Sink the Bismark）》。
俾斯麦号的残骸于1989年6月8日，由负责找出泰坦尼克号的海洋生物学家罗伯·巴拉德所发现。俾斯麦号被发现垂直休眠于近乎4791米的深度下，距离布雷斯特以西约650公里。舰只撞上了一座自周边深海平原隆起约1,000米（3,300英尺）、但已停止活动的海底火山，并引发了2公里的山崩。俾斯麦号随之滑落，至三分之二的高度处停止。
巴拉德的调查发现，舰只的整个装甲堡垒并没有受到水中侵彻。在船体上共找到了八个洞，一个在右舷侧、七个在左舷侧，均高于水线以上。其中一个洞位于甲板内，在舰艏的右舷侧。其角度和形状表明，是从俾斯麦号的左舷侧发射的炮弹创造了洞口，并击中了右舷锚链。锚链已经在这个洞里消失了。六个洞位于舰舯，三枚弹片造成了上层碎裂带穿孔，并有一枚在主装甲带形成洞口。后部还有一个明显的巨洞，它在甲板上与飞机弹射器相平行。潜水器没有记录到炮弹从这里穿透主或侧装甲带的痕迹，它很可能只是穿透了甲板装甲。巨大的凹痕表明，由乔治五世国王号发射的许多14英寸炮都被德舰的装甲带弹开了。
巴拉德指出，他没有发现当舰体尚未完全淹没时发生内部内向破裂的证据。周边的水比起舰体内的空气压强要大得多，会使舰只变形。相反，巴拉德指出舰体仍处于相对良好的状态；他简要说明了“俾斯麦号并没有内爆”。这表明俾斯麦号的船舱是在舰只沉没时被淹，进一步印证凿沉的论点。巴拉德补充道“我们发现一个在滑落和撞击中仍呈现完整和相对未毁坏的舰体”。他们得出结论，沉没的直接原因是自凿：船员毁坏了轮机舱的阀门，正如德国幸存者所声称的那样。巴拉德将残骸的确切位置保密，以防止其他潜水员从舰上拿走文物，他认为这是一种盗墓行为。
整个舰艉已经脱离，它不靠近主残骸也尚未被发现，于是可认为这并非在海底碰撞时发生的。缺失的部分大致与受鱼雷击中的地方吻合，这又提出了可能是结构破坏的疑问。舰艉区域同样受到几次炮弹命中，因此加剧了鱼雷的破坏力。这一点，加上舰只“艉部先沉”的事实以及没有结构支撑来保持原状，使人联想到舰艉是在水面上便已分离。在1942年，欧根亲王号也是被鱼雷击中舰艉而坍塌。这促使所有德国主力舰都对舰艉结构进行了强化。
2001年6月，深海探险公司（）与伍兹霍尔海洋研究所合作进行了另一次残骸调查。研究人员使用了俄罗斯制造的袖珍潜水器。伍兹霍尔的专家威廉·N·兰格（William N. Lange）指出，“你在上层建筑和甲板见到大量的弹孔，但沿着侧边却不是太多，而且无一位于水线以下”。考察发现主装甲带没有发生穿透，无论是水线以上或以下。检察人员注意到舰体有几个深长的切口，但将这些归结于海底的碰撞。
在2001年7月由英裔美国人进行的考察得到了英国电视频道的资助。该团队利用该地区唯一的一座火山探明残骸的地点。通过遥控潜水器拍摄舰体后，该团队得出结论：舰只是因战斗损伤而沉没。科考队长大卫·默恩斯（英语：David Mearns）声称在舰体发现了显著的切口：“我的感觉是，这些裂口可能是因滑落而加长，但它是由鱼雷开创的”。
2002年的纪录片《重返俾斯麦战舰》由詹姆斯·卡梅隆指导，并在2002年5－6月利用更小更灵活的和平号潜水器进行摄制，重现了导致舰只沉没的事件。这是首次进行内部拍摄。他的发现是，在水线以下没有足够的损伤来证实它是被击沉而非凿沉的。通过对残骸的仔细检查，确认了没有鱼雷或炮弹能穿透第二层内部舰体。而利用和平号进行内部观察后，卡梅隆发现鱼雷爆炸甚至未能破坏防鱼雷舱壁。
尽管有时会有不同的观点，但这些专家普遍认同即便德国人没有率先凿沉，俾斯麦号也会最终沉没。巴拉德估计当英国舰只停火并若被皇家海军捕获，俾斯麦号仍然可以漂浮至少一天，这一立场受到历史学家卢多维奇·肯尼迪（当时在驱逐舰鞑靼号（英语：HMS Tartar (F43)）服役）的支持。肯尼迪指出，“它毫无疑问会最终沉没，但自凿使得时间提前”。当被问及若德国人没有凿舰，俾斯麦号是否会沉没时，卡梅隆回答说：“当然。但那可能需要大半天了”。在默恩斯后续出版的书籍《胡德号及俾斯麦号》中，他承认“凿舰加速了不可避免的事情，但也就几分钟而已”。巴拉德后来总结称，“就我而言，无论是谁送上最后一击，舰只都是由英国人致沉的”。
脚注
引用
在线来源
坐标：48°10′N 16°12′W / 48.167°N 16.200°W / 48.167; -16.200
