中部和后部烟囱在遭到几次命中后坍塌。一枚来自英国驱逐舰的鱼雷随即击中了左舷的舰舯，迫使舰长命令船员们放弃这艘受损严重的巡洋舰。然后，他与领航官一起离开司令塔，两人立即被炮弹击中身亡。由于舰只的通讯系统发生故障，因此弃舰令并未传达至所有船员。副舰长随后来到舰桥，并于13:35重申了放弃这艘瘫痪巡洋舰的指令。美因茨号此时已完全丧失能力。其发动机已失效，火炮亦停止了射击。在14:00前不久，驱逐舰驶近，将负伤的德国水兵接走。至14:10，美因茨号向左舷倾覆，并在北纬53°58'、东经6°42'的方位迅速沉没；