信濃 (空母) 艦歴
午前7時45分、信濃は駆逐艦2隻（磯風、浜風）に曳航のため接近せよとの手旗信号を送った。浜風（司令駆逐艦）は磯風と浜風で曳航すると通信。阿部艦長自ら信濃の艦首で作業を監督したが、駆逐艦2隻では浸水して沈下した巨艦を曳航することができず、曳航索が切れてしまった。そこで駆逐艦の後部高角砲塔に曳航索をグルグル巻きにして再度曳航を試みたが、加重に耐えれずまた切断してしまい、曳航は断念されるに至った。第十七駆逐隊戦闘詳報によれば、磯風と浜風が曳航索を渡したが千切れてしまったという。一方、雪風下士官の豊田義雄（内務・運用）によれば、この記述は全くの作り話であり、浜風、磯風が信濃の両舷に接舷しこれを支え、雪風が1隻で曳航するという無謀な作戦であり、曳航索を受け渡しする前に作業は放棄されたという。ただし、豊田はどの指揮系統の命令であったか、また命令の詳細についても明確な記憶はないという。元乗員は、信濃に繋いだワイヤーが切れた際、勢いで空高くワイヤーが舞い上がり、それが落ちてきた拍子に駆逐艦の乗員に当たり、首が切断する瞬間を目撃したと証言している。午前8時の時点で上甲板が波で洗われており、乗組員は格納庫甲板の排水に駆りだされた。午前8時30分、注排水指揮所まで水没し、稲田文雄大尉ら9名が水死した。
注排水指揮所の全滅と曳航作業が失敗した事で、喪失は確定した。9時32分、御真影をカッターに移し、まだロープで結ばれていた浜風に移そうとしたが、悪天候のためカッターは信濃右舷バルジに乗り上げて転覆した。10時25分、傾斜35度に達し、軍艦旗降下。10時27分、総員退去用意。10時37分、総員退去令。この時の艦長命令は「各自自由に行動せよ」だったという幹部士官の証言がある。荒木勲(信濃通信長)や安間孝正(信濃軍医長)によれば、阿部艦長は退艦命令を出すことを逡巡しており、横手克己(信濃砲術長)が「艦長！総員退艦はまだですか」と強く進言したため、阿部艦長は退艦を発令したという。10時57分（55分説あり）、潮岬沖南東48kmの地点で転覆、艦尾から沈没した。
信濃の艦歴は、世界の海軍史上最も短いものとなった。竣工から10日、出港してからはわずか17時間であった。被雷時点での戦死者数名、負傷者は同程度だったにもかかわらず、総員退去の命令が艦内放送装置が使えず巨大な艦内に伝わらなかったり、エレベーター穴や艦体と飛行甲板の隙間に落ちたり、低温の海での漂流と強い波浪により、多数の乗組員が行方不明となった。沈没する艦体に多数の兵がしがみついていたのも目撃されている。阿部艦長は艦首で総員退去命令を出したあと、信濃と運命を共にした。中村馨(信濃航海長)や、総員退艦を進言した横手砲術長も信濃と共に沈んだ。急な召集により訓練が十分でない乗員が多かったために、泳げない者も多く、海に投げ出されて溺死したり、泳げる者にしがみつく者もいたという。一方、爆薬や燃料を搭載していない桜花が海面に浮かび、多くの乗組員が掴っている光景が救助作業中の浜風から目撃されたという証言もある。戦後、武田が桜花開発者の1人に会って桜花が人命救助に役立ったことを話すと、技術者は複雑な表情を浮かべたという。
生存者は準士官以上55名、下士官兵993名、工員32名。戦死者は「信濃会」の調査によると791名（工員28名、軍属11名を含む）。これには建造中の110号艦（信濃）から逃亡したのち行方不明となった脱走兵2名も含まれている。生存者の一人には後に映画やテレビで活躍した俳優の深江章喜がいる。御真影は、浜風（駆逐艦長前川万衛中佐、海兵52期）に奉安された。対空ロケット砲装備のため呉で待機していた技術者達は、入港した第十七駆逐隊から信濃の沈没を知らされ、海軍の終焉を実感している。生存した乗員たちは随行の艦に救助され、広島に到着後は機密保持のため三ツ子島の施設に抑留された。
沈没地点は、安藤日出男によれば潮岬東南東沖北緯33度06分 東経136度46分﻿ / ﻿北緯33.100度 東経136.767度﻿ / 33.100; 136.767、アメリカ側記録によれば北緯32度0分 東経137度0分﻿ / ﻿北緯32.000度 東経137.000度﻿ / 32.000; 137.000となっている。現場の深度は6,000 - 7,000mと深く、正確な沈没位置は確定されていない。米内光政海軍大臣より信濃沈没の報告を受けた昭和天皇は「惜しいことをした」と述べたという。
1945年（昭和20年）4月7日、坊ノ岬沖海戦で戦艦「大和」と第二水雷戦隊の5隻（矢矧、磯風、浜風、霞、朝霜）が沈没、駆逐艦「涼月」も大破、帝国海軍が決行した最後の大型水上艦による攻撃となった。それにともない、沈没した2隻（大和、信濃）および空母「葛城」（健在）は第一航空戦隊から除かれる事になる。4月20日、第二艦隊および第一航空戦隊は解隊された。
8月31日、本艦を含めて太平洋戦争末期に沈没した戦艦や空母は帝国軍艦籍から除籍された。
建造の簡略化により十分な防水作業が出来ず、艦搭乗員も練度不足で内部に精通したものが皆無だった。配属されてから長い者で数ヶ月という状態では、被弾後も突然の事態に混乱し、右往左往するばかりで、満足に応急処置すら実行できない状況であった。空母翔鶴運用長として珊瑚海海戦や南太平洋海戦で同艦の応急措置に奔走した福地周夫大佐（信濃砲術長横手克己大佐とは、海軍兵学校第52期の同期生）は、翔鶴処女航海（竣工昭和16年8月8日、初航海8月23日）と信濃処女航海を対比。竣工直後の同艦でも乗員の訓練は不充分で、防水扉の閉鎖方法すらわからず、仮に魚雷が命中していれば「当時の翔鶴なら沈んだだろう」と評している。大和内務科士官として艦内防御を担当した士官も、竣工時の大和艦底マンホールには不具合点が約500ヶ所（ボルトやパッキン不備、脱落、緊締不良、ボルト穴開け違い等）もあり、時間をかけて順次改善していったと回想。信濃沈没についても、艦底マンホールに多数の欠陥があったと推定している。また傾斜によって左舷の注排水弁が海中から上がってしまい、追加の注水が出来なかったという推論もなされている。
これには反対意見もある。その注排水についても、出港前に傾斜復元テストは行われず、また電源がどの程度の震動で故障するかも不明だった。実際に排水ポンプは故障で作動しなくなっている。突貫工事による影響で、ねじ山が根元まで切られていないボルトや2cmも隙間の空く防水ハッチ、右舷艦尾に命中した魚雷の衝撃で艦首部分の甲板リベットから浸水する、さらに隔壁の気密検査が未実施など、竣工とは名ばかりの未完成艦であり、艦長の判断以前に魚雷命中の時点で沈没が確定されていたといってよい惨状だった。エンライト艦長の判断（魚雷の深度を約3メートルと浅くし、水線近くを浸水させることで重心点の高い空母の転覆を狙った）が適確で、信濃側の不具合に乗じる結果となった。
呉工廠造船部長として大和の進水・艤装時を監督した庭田尚三（海軍技術中将）は、横須賀海軍工廠が気水密試験を省略したことについて「かような試験は手を抜こうと思えばできないことではないが、当事者として見れば責任上良心的にどうしてもそのような無責任な気持ちにはならないものだ」「このような地味な縁の下の力持ちのような試験作業は実に困難であっても、完璧を期さなくては現場技術者としての資格はないと私は信ずるのであります」と回想している。大和も1942年（昭和17年）6月15日竣工を予定していたが、艦政本部からの要請で竣工を1941年（昭和16年）12月16日に早めた経緯がある。
牧野茂(大和型戦艦設計者)の話によると、「大和型戦艦は1本目の魚雷命中で戦列を離れず、2本目でも戦闘力を持続し、3本目では沈没することなく基地に帰投可能」という方針で浸水計算がなされており、4本目については十分な検討がなされていなかったと述べている。乗組員の訓練と慣熟の不足、未完成艦だったことを考慮しつつ、牧野によれば「信濃の沈没責任全てが防水工事の不備にもとづくものであると断定するには忍びない」としている。
雪風下士官の豊田義雄は、護衛駆逐艦側の問題として、第十七駆逐隊司令駆逐艦（浦風）の沈没と駆逐隊司令の戦死により指揮系統が混乱しており、各艦や信濃との連携が十分ではなかったという。海上護衛総司令部参謀の大井篤大佐は「火の用心はあまりしないで、消防士が悪いから丸焼けにされたとうらみを言っているように聞こえて仕様がなかった。根本的には航海計画が悪かったのだ。それは敵の潜水艦およびその魚雷の威力をあなどったことからきていたのだ」と述べている。他にも敵潜出没海面に3隻の駆逐艦の護衛をつけただけの夜間航海計画を立案した軍令部の責任が大きいという指摘もある。
12月28日、東京で三川軍一中将のもと信濃の沈没原因を調査するための「S事件調査委員会」が開かれた。「信濃」は事故ではなく敵の攻撃を受けて沈没したため、建前上は査問ではなく調査の形がとられたが、委員会に出席した信濃の生存者は彼らを詰問する軍令部や工廠関係者に対し「脆い艦を作った造船関係、気密試験も省略させて出港させた軍令部、駆逐艦3隻だけの護衛で出港させた上層部」に対する怒りを抑えられなかったという。会議の結果、責任を問われる当事者が多すぎたため、表立った処分を受けた者は誰もいなかった。S事件の報告は「工廠工事の粗漏、水密試不施行等及艦乗員の復元に対する不徹底等」だったという。
アーチャーフィッシュの乗員は、非常に大きな空母を攻撃したことは認識していたが、撃沈の確信を持つことは出来なかった。またアメリカ軍はB-29からの偵察写真に「信濃」が写っていたが本艦の存在を把握しておらず、アーチャーフィッシュの報告も半信半疑の扱いであった。上官コーバス中佐は日本の暗号解読で判明した「信濃」という艦名から、信濃川の名をつけた巡洋艦改造空母を撃沈したと判断し、それで満足しろとエンライト艦長を説得している。エンライト艦長は「信濃」のスケッチを提出し、2万8000トン（2万9000トンとも）空母撃沈認定をもらった。当時世界最大の空母を撃沈したと乗組員達が知るのは、戦後のことである。信濃撃沈の功績に対して、殊勲部隊章がアーチャーフィッシュに与えられた。
またGHQはNHKラジオ第1放送・第2放送を通じて『眞相はかうだ』の放送を開始、この中で「信濃」沈没について報道した。
1947年には生存者の回顧録が出版され、翌年にはアメリカ合衆国でも発売された。
「信濃」は潜水艦に撃沈された最も巨大な船である。
戦後の1978年（昭和53年）5月17日、輸送艦あつみ艦上に於いて、信濃の現地洋上慰霊祭が生存者32名・遺族89名が参列して営まれた。