Ab dem 8. Dezember verlegte der wieder einsatzbereite Zerstörer mit dem Schweren Kreuzer "Lützow" und den Zerstörern "Theodor Riedel" und "Karl Galster" von Gotenhafen zum Altafjord in Nordnorwegen. Am Nachmittag des 30. Dezember ging "Z 31" mit den beiden Schweren Kreuzern "Admiral Hipper" und "Lützow" unter Vizeadmiral Oskar Kummetz und der 5. Zerstörerflottille unter Kapitän zur See Alfred Schemmel und den Zerstörern "Friedrich Eckoldt", "Z 29", "Richard Beitzen", "Theodor Riedel" und "Z 30" gegen den britischen Nordmeergeleitzug JW 51B in See (Unternehmen "Regenbogen"). Die britische Zerstörergruppe unter Captain Robert Sherbrooke am Geleitzug verteidigte sich gegen die überlegenen Deutschen geschickt. Sherbrooke wurde schwer verwundet und für seine Verteidigung des Konvois mit dem Victoria-Kreuz ausgezeichnet. Bei schlechter Sicht und künstlichem Nebel wurden Sherbrookes "Onslow" und "Obedient" zwar beschädigt sowie die "Achates" versenkt, aber die Deutschen Angreifer konnten erfolgreich von den Frachtschiffen des Konvois fern gehalten werden. Nachdem die Angreifer abgedreht waren, gelang es in der Folge der britischen Nahsicherung – bestehend aus den Leichten Kreuzern "Sheffield" und "Jamaica" – an die Deutschen heranzukommen und mindestens drei Treffer auf dem Flaggschiff "Admiral Hipper" zu erzielen, von denen einer die Geschwindigkeit des Kreuzers herabsetzte. Die "Sheffield" versenkte noch die "Friedrich Eckoldt", die den Kreuzer zu spät als Feind erkannte. Wegen der ungeklärten Lage, der schlechten Sicht und eines Funkspruchs der Seekriegsleitung: („Entgegen Operationsbefehl Verhalten am Feind: Bereits bei gleich starkem Gegner Zurückhaltung üben, da Eingehen größeren Risikos für Kreuzer unerwünscht“), brach Vizeadmiral Kummetz das Gefecht ab.