В 8-20 линейные силы установили контакт со следившим за "Бисмарком" крейсером "Норфолк" и произвели окончательную коррекцию курса, а спустя 23 минуты немецкий линкор был замечен с "Родни" справа по носу на курсе 115 градусов и на дистанции около 12 миль. Он шел практически прямо на корабли Тови, которые двигались в разомкнутом строю (дистанция между линкорами 8 каб.). Через 4 минуты после обнаружения противника "Родни" открыл по нему огонь из двух передних башен с дистанции 11,5 миль, а спустя минуту к нему присоединился "Кинг Джордж V". Тови в принципе повторял ошибку Холланда, сближаясь на остром курсовом угле и стреляя 2/3 артиллерии. Но на этот раз удача оказалась не на стороне немцев. Хотя "Бисмарк", выбравший в качестве цели "Родни" и открывший по нему огонь в 8-49, накрыл свою цель вторым же залпом, причем один из снарядов лег всего в 20 м от борта, прямых попаданий не было. "Родни" немедленно предпринял индивидуальный маневр уклонения, и последующие залпы "Бисмарка" дали большой перелет, затем недолет и вновь несколько перелетов. Между тем огонь британских линкоров был достаточно точным: "Родни" накрыл "Бисмарка" третьим залпом, добившись одного попадания (в 8-50). Спустя 7 минут последовало еще одно, очень важное попадание. 16-дюймовый снаряд вывел из строя носовую башню немецкого корабля. Так уже спустя 10 минут после начала сражения "Бисмарк" оказался в очень тяжелом положении; его стрельба (из одной башни "В") стала неточной и медленной. Между тем дистанция быстро уменьшалась, и около 9-00 она составляла примерно 80 каб. В 9-03 "Кинг Джордж V" довернул вправо, вводя в дело кормовую башню, а вскоре за ним последовал и "Родни". Огневое преимущество англичан стало значительным. Примерно в то же время (в 9-02 или в 9-03) снаряд попал в возвышенную переднюю башню "Бисмарка". Броня была пробита; силой взрыва была выбита с места и выброшена за борт задняя плита башни. Почти одновременно другим попаданием был выведен из строя центральный пост управления огнем на передней мачте; этот же снаряд убил или ранил большинство офицеров штаба Лютьенса и командования корабля. Еще через 10 минут аналогичная судьба постигла носовой пост управления огнем, а спустя еще 6 минут - кормовой, в результате чего "Бисмарк" остался полностью без централизованной системы управления стрельбой. Около 9-15 оставшиеся 2 задние башни перенесли огонь на "Кинг Джордж V", однако флагман Тови находился под обстрелом всего 5 минут, после чего германский линкор вновь возобновил огонь по "Родни", стреляя из единственной кормовой башни "D".
Таким образом, менее чем за полчаса после начала боя немецкий "супер-линкор" оказался полностью выведенным из строя. Трудно оценить, какой именно из британских линейных кораблей сыграл в этом главную роль. И "Кинг Джордж V", и "Родни" выпустили в начальной фазе боя примерно одинаковое число снарядов. "Родни" все время находился чуть ближе к неприятелю и условия наблюдения с него были лучше. К 9-15 он дал 37 залпов, добившись, очевидно 6 попаданий. "Кинг Джордж" выпустил около 30 залпов, из которых 6 или 7 дали накрытия. Оба британских линкора использовали исключительно бронебойные снаряды, оказывавшие сокрушительное действие на дистанциях первой стадии боя (от 70 до примерно 50 каб.).
К этому времени "Бисмарк" на контркурсе проскочил мимо английских кораблей, поэтому в 9-16 "Родни" повернул вправо на обратный курс. Двигаясь теперь на север параллельно зарывавшемуся в волнах немецкому линкору, он продолжал осыпать его снарядами с 45 кабельтовых. Тови решил поберечь свой новый корабль (точнее его орудия, поскольку самому "Кинг Джорджу" уже мало что угрожало) и проделал тот же маневр 10 минутами позже и на большем удалении от противника (дистанция около 60 каб.). В этот момент огонь с флагмана стал заметно менее действенным. Во-первых, цель временами закрывалась дымом и всплесками от 16-дюймовых снарядов "Родни". Во-вторых, временно вышел из строя артиллерийский радар, позволявший вести огонь в этих непростых условиях, и, в-третьих, начались традиционные неполадки в орудийных башнях ГК, одна из которых полностью прекратила стрельбу на 30 минут. В этом отношении головной корабль серии, формально находившийся в составе флота уже почти полгода, мало чем отличался от только что вступившего в строй "Принс оф Уэлс". К счастью, дело уже было сделано, причем основную роль продолжал играть "Родни". Он вновь развернулся вправо и пересек курс "Бисмарка" на дистанции всего 15-20 кабельтовых. К 9-40 с германского корабля прекратился огонь не только главного, но также и вспомогательного калибра.
Еще через 20 минут "Кинг Джордж V" также сблизился с "Бисмарком" и выпустил в него 8 залпов с близкой дистанции (15 каб.). Количество попаданий в этой стадии было весьма значительно. Обследование останков германского линкора засвидетельствовало полное разрушение главной носовой надстройки, причем броневая рубка по количеству дырок была похожа на кусок швейцарского сыра. То, что "Бисмарк" продолжал держаться наплаву, объясняется несколькими факторами. Во-первых, комбинация 320-мм пояса и 110-мм скоса палубы (к тому же очень пологого) была эквивалентна на малых дистанциях 600-700 мм вертикальной брони, что исключало надежное пробивание британскими орудиями на любых курсовых углах, заметно отличающихся от 90°. Во-вторых, стрельба на 1,5 мили с минимальными углами возвышения (и, соответственно, падения) приводила к попаданиям исключительно выше ватерлинии. Поэтому "Бисмарк" принимал воду достаточно медленно. Тщательное разделение на отсеки и отличные действия экипажа продлили его агонию, но сказать что германский линкор оказался "непотопляемым", нельзя. Даже без последней торпедной атаки, предоставленный самому себе, он несомненно затонул бы весьма скоро. Поражает та легкость, с которой британские корабли разделались с более крупным и в принципе более совершенным противником, прекратив его активное сопротивление примерно за полчаса. Уничтожение "Бисмарка", первой жертвы среди современных линкоров, показало, что даже весьма удачно сконструированные корабли, имеющие очень хорошую защиту и управление огнем, могут стать практически небоеспособными в результате нескольких удачных попаданий, в частности - в центры управления. В общем, "Худ" был полностью отомщен, а немцы не добились в этом сражении ни одного попадания, что не слишком удивительно, поскольку "Бисмарк" ни разу не стрелял всеми 8-ю орудиями, в основном ведя огонь из одной или двух башен.
Новый британский линкор в ходе этого боя оставался как бы "в тени", находясь на большей дистанции и стреляя реже, чем "Родни". Наиболее существенным его недостатком оставалась низкая надежность главной артиллерии. Трудно сказать, как бы сложился поединок неуправлявшегося "Бисмарка" с "Кинг Джордж V" в отсутствии 16-дюймового "ветерана". Скорее всего, рейдер все же был бы уничтожен совокупными усилиями британского флота с участием авиации и торпедных кораблей, но, возможно, он успел бы нанести "англичанину" некоторые повреждения. Впрочем, ведущим фактором в операции оставался запас топлива. Даже в сложившихся удачных обстоятельствах Тови пришлось в 10-15 выйти из боя и немедленно направиться на базу.
Так завершилась охота за "Бисмарком", в которой в качестве главных участников действовали два новейших линкора, находившиеся в строю не более полугода. Потопление германского колосса поставило точку на океанских действиях линейных кораблей Кригсмарине, а у англичан впервые с начала войны появились хотя бы относительно свободные силы. Между тем обстановка на Дальнем Востоке накалялась все больше и война с Японией стала весьма вероятной. Оперировавшее понятиями тридцатилетней давности, Адмиралтейство полагало, что включение в состав Восточного флота (состоявшего из устаревших кораблей) современнейшей боевой единицы послужит сдерживающим фактором. В качестве "большой дубинки" был избран "Принс оф Уэлс". Быстро и поверхностно дооборудованный, он вместе с эсминцами "Электра" и "Экспресс" 25 октября 1941 г. вышел из Клайда. Соединением "G" командовал адмирал Филлипс, любимец Черчилля, имевший репутацию энергичного и решительного командующего, но проведший весь начальный период войны на штабной работе. Поход проходил в быстром темпе. 5 ноября отряд прибыл во Фритаун, а 16-го того же месяца линкор бросил якорь в базе флота в Саймонстауне (Южная Африка). 28 ноября он уже находился в Коломбо, где встретился с линейным крейсером "Рипалс", прибывшим с Атлантики, и эскадренными миноносцами "Энкаунтер" и "Джупитер", совершившим переход из Средиземного моря. Не задерживаясь на Цейлоне, отряд Филлипса 2 декабря 1941 г. прибыл в место назначения - главную базу британского флота на Востоке Сингапур. Переход по маршруту адмирала Рожественского спустя 36 лет спустя похода русской 2-й Тихоокеанской эскадры занял всего чуть больше месяца, хотя совершался в условиях значительной подводной опасности в Атлантике и Индийском океане.
К тому времени Адмиралтейство, имевшее достаточно сведений об угрозе, которой подвергался наспех созданное соединение, лишенное авиационного прикрытия (выделенный для Восточного флота новый авианосец "Индомитэбл" повредйд днище при посадке на мель и не достиг Сингапура), тщетно искало возможность "сохранить лицо" и одновременно сохранить корабли от возможных последствий поспешно принятого решения. Филлипс получил разрешение связаться с американцами на предмет присылки нескольких эсминцев для эскорта своего отряда, который предполагалось увести из Сингапура. 5 декабря "Рипалс" с 2 эсминцами даже вышел в море и взял курс на австралийский порт Дарвин, но на следующий день был возвращен. 6 декабря американская разведывательная служба расшифровала ноту, которую японский посол в Вашингтоне должен был вручить правительству США. Война стала практически неминуемой. Англичане также получили сообщение о том, что силы вторжения уже находятся в море у побережья Индокитая.
К вечеру 9 декабря (по Гринвичу), когда на Дальнем Востоке фактически уже наступило состояние войны, Адмиралтейство приняло решение о том, что линкоры Филлипса "должны выйти в море и затеряться среди бесчисленных островов". Однако в это время соединение "Z" (как теперь назывался отряд) уже находился в море, но вместо того, чтобы скрываться, следовал курсом на северо-запад, пытаясь перехватить японские силы вторжения.