«Рипалс» присоединился к нему на следующее утро. Военно-морское министерство считало вероятным, что противник пройдет через Датский пролив. «Бисмарк» и «Принц Евгений» покинули Берген почти сутки назад и находились северо-восточнее Исландии, направляясь к Датскому проливу. Паковый лед сузил пролив всего до 80 миль, окутанных по большей части густым туманом.
К вечеру 23 мая сперва «Саффолк», а затем «Норфолк» заметили два приближавшихся с севера корабля, огибавших при ясной погоде кромку льда. Сигналы «Норфолка» были получены в Военно-морском министерстве и немедленно переданы шифром всем заинтересованным. Охота началась. Главнокомандующий повернул на запад и увеличил скорость своей эскадры. «Худ» и «Принс оф Уэлс» взяли курс с расчетом перехватить врага на следующее утро к западу от Исландии.
Командование флота направило адмирала Соммервилла с соединением «Н» («Ринаун», «Арк Ройал» и крейсер «Шеффилд») полным ходом на север, чтобы защитить караван транспортов с войсками, уже проделавший более половины пути вдоль побережья Ирландии, или принять участие в бою. Корабли адмирала Соммервилла, уже стоявшие под парами, покинули Гибралтар в 2 ч 24 мая. Как оказалось, они сыграли роковую роль в судьбе «Бисмарка».
Всю ночь на 24 мая под пронизывающим дождем и снегом «Норфолк» и «Саффолк» весьма искусно поддерживали контакт с «Бисмарком», несмотря на непогоду и все его усилия оторваться от них, и всю ночь их сигналы показывали точное местоположение вражеских кораблей. Когда полярные предрассветные сумерки сменились днем, «Бисмарк» можно было видеть в 12 милях южнее.
Он держал курс на юг. Вскоре на носовой части левого борта «Норфолка» показался дымок. «Худ» и «Принс оф Уэлс» были в пределах видимости, и смертельная схватка близилась.
С рассветом на линейном крейсере «Худ» заметили противника в 17 милях к северо-западу. Английские корабли повернули, чтобы завязать бой, и в 5 ч 52 мин «Худ» открыл огонь с дистанции примерно 25 километров. «Бисмарк» ответил, и почти тотчас «Худ» получил попадание, от которого вспыхнул пожар на установках 4-дюймовых ракет. Огонь распространялся с пугающей быстротой и вскоре охватил всю центральную часть корабля. Бой был очень ожесточенным. Вскоре и «Бисмарк» получил попадание. А затем разразилась катастрофа: в 6 ч, после того как «Бисмарк» дал пятый залп, «Худ» был расколот надвое мощным взрывом. Спустя несколько минут он исчез в волнах, окутанный высоким столбом дыма. За исключением трех человек, погиб весь его доблестный экипаж — более 1500 человек, в том числе вице-адмирал Ланселот Холланд и капитан 1 ранга Ральф Керр.
«Принс оф Уэлс» быстро изменил курс, чтобы не наткнуться на обломки «Худа», и продолжал борьбу, ставшую теперь неравной. Очень скоро он почувствовал силу огня «Бисмарка». За несколько минут он получил четыре попадания 15-дюймовых и трех 8-дюймовых снарядов, один из которых разрушил мостик, убив и ранив почти всех находившихся на нем. В то же время корабль получил пробоину в подводной части кормы. Командир корабля капитан 1 ранга Лич, один из немногих оставшихся в живых при взрыве на мостике, решил под прикрытием дымовой завесы выйти на время из боя и повернул корабль. Ему так же удалось нанести повреждения противнику. В подводную часть «Бисмарка» угодили два тяжелых снаряда, один из которых пробил топливную цистерну. Это вызвало серьезную и непрерывную утечку топлива, имевшую позднее важные последствия. По приказу командира «Бисмарк» продолжал идти на юго-запад, оставляя за кормой заметный нефтяной след.
У англичан командование перешло теперь к контрадмиралу Уэйк-Уокеру, находившемуся на крейсере «Норфолк». Ему предстояло решить, возобновлять ли немедленно сражение или идти следом за противником, пока не подоспеет главнокомандующий с линкором «Кинг Джордж V» и авианосцем «Викториес».
Решающим фактором было состояние линкора «Принс оф Уэлс». Этот корабль лишь недавно вступил в строй, прошло не больше недели с тех пор, как капитан 1 ранга Лич смог объявить его «боеспособным». Корабль тяжело пострадал, и два из его десяти 14-дюймовых орудий пришли в негодность. В таком состоянии он вряд ли мог тягаться с «Бисмарком». Поэтому адмирал Уэйк-Уокер решил не возобновлять боя, а держать врага под наблюдением. В этом он был, бесспорно, прав.
На «Бисмарке» поступили бы разумно, удовольствовавшись достигнутыми результатами, которые уже можно было считать блестящей победой: за несколько минут «Бисмарк» уничтожил один из лучших кораблей английского флота. Он мог спокойно вернуться в Германию. Кроме того, он был поврежден кораблем «Принс оф Уэлс» и терял много топлива. Мог ли он в таком случае выполнить свою задачу уничтожения торговых судов в Атлантическом океане? Ему предстояло или вернуться с победой на родину, сохранив за собой все возможности для дальнейших операций, или пойти на почти неизбежную гибель.