บิสมาร์คได้ปฏิบัติการเพียงครั้งเดียวตลอดอายุการใช้งานอันสั้น โดยจมลงในตอนเช้าของวันที่ 27 พฤษภาคม ค.ศ. 1941 ระหว่างปฏิบัติการไรน์อือบุง เรือบิสมาร์คและเรือลาดตระเวนหนัก Prinz Eugen พยายามที่จะขัดขวางและทำลายขบวนเรือซึ่งแล่นระหว่างอเมริกาเหนือและสหราชอาณาจักร ขณะที่บิสมาร์คและเรือรบเยอรมันอีกลำหนึ่งกำลังพยายามที่จะแล่นออกไปยังมหาสมุทรแอตแลนติก เรือรบทั้งสองถูกค้นพบโดยราชนาวีอังกฤษ และถูกดึงเข้าสู่ยุทธนาวีช่องแคบเดนมาร์ก ระหว่างการรบเวลาสั้น ๆ เรือหลวงฮูด เรือธงของกองเรือหลวงและความภาคภูมิใจของราชนาวีอังกฤษ ถูกจมลงหลังจากถูกยิงเพียงไม่กี่นาที นายกรัฐมนตรีวินสตัน เชอร์ชิล โกรธแค้นจนออกคำสั่งให้ "จมเรือบิสมาร์ค" ซึ่งกระตุ้นให้ราชนาวีอังกฤษติดตามเรือบิสมาร์คไปอย่างไม่ลดละ