Assegnata alla Forza H la "Prince of Wales" operò poi nel Mar Mediterraneo durante l'operazione Halberd, e poi nell'ottobre 1941 fu trasferita a Singapore, assegnata alla Forza Z come nave di bandiera del viceammiraglio Thomas Phillips. Dopo l'attacco di Pearl Harbor, l'8 dicembre 1942 Phillips decise di salpare con le sue navi per intercettare i convogli giapponesi che stavano sbarcando truppe in Malesia. Il 10 dicembre la squadra inglese, che oltre al "Prince of Wales" comprendeva anche l'incrociatore da battaglia "Repulse" e quattro cacciatorpediniere, fu attaccata da numerose formazioni di velivoli giapponesi che affondarono con bombe e siluri le due navi maggiori. Dopo aver incassato quattro siluri e alcune bombe il "Prince of Wales" si inclinò sulla dritta e poi si capovolse, affondando. Rimasto a bordo fino all'ultimo al fine di favorire l'abbandono della nave da parte dell'equipaggio, rimase ucciso dal gorgo generato dalla nave che affondava e il suo corpo fu trascinato in fondo al mare. Uno dei suoi figli, Henry, che serviva a bordo come guardiamarina, sopravvisse alla tragedia e in seguito divenne Primo lord del mare.