两艘同级舰的服役生涯都十分短暂。俾斯麦号仅参加了一次军事行动，即至北大西洋的“莱茵演习行动”，以袭击从北美发往英国的补给船队。在行动中，它摧毁了英国战列巡洋舰胡德号，并在丹麦海峡海战中击损新式战列舰威尔士亲王号。在皇家海军追逐了3天后的最后一战，俾斯麦号遭击败并沉没。致沉的原因仍然存在分歧，英国的主要来源主张对舰只的沉没负责。然而据罗伯·巴拉德和詹姆斯·卡梅隆的考察证据表明，俾斯麦号的沉没最有可能是如同其幸存船员所声称的自沉。