22 stycznia 1944 „Penelope” wzięła udział w ubezpieczaniu desantu pod Anzio, a następnie wspierała tam wojska na lądzie. 18 lutego 1944 została storpedowana przez niemiecki okręt podwodny U-410 na północny zachód od Neapolu i zatonęła (zginęło 415 członków załogi).