在由唯一一任舰长——海军上校恩斯特·林德曼所指挥的八个月服役生涯中，俾斯麦号仅于1941年5月参加了一次代号为“莱茵演习”的进攻行动。它连同重巡洋舰歐根亲王号试图强行闯入大西洋，以袭击从北美至英国的同盟国航运。两艘舰的行踪在斯堪的纳维亚被多次发现，英国海军部队遂对其航路展开阻截。在丹麦海峡海战中，英军战列巡洋舰胡德号将欧根亲王号误认为俾斯麦号而对其设为首要攻击目标，但并未对其造成伤害反而是胡德号在战斗开始后不久便被俾斯麦号的主炮炮弹击中主炮下部弹药库造成诱爆沉没，威尔士亲王号随后在两舰的攻击下重创被迫逃跑。但威尔士亲王号主炮也击中俾斯麦号三发，其中一发摧毁了俾斯麦号的一个锅炉并对其的动力系统造成了严重影响，导致德军的袭击任务终止。