הקרב האחרון של ביסמרק
הקרב > שלב שלישי: הביסמרק אבודה

כשהיחידות הבריטיות התכנסו למיקומה של ביסמרק, טובי נתן את הוראותיו לקרב האחרון. תחילה הוא הורה לרינואון שצמצמה למרחק של 17 מיילים מהביסמרק, לא להשתתף בקרב. רינואון הייתה משוריינת באופן דומה להוד, וטובי לא רצה להסתכן שוב. הוא הורה למפקד של רודני להתקרב ל-15,000 יארד (14,000 מטר) כמה שיותר מהר, ואף שעליו להתאים באופן כללי לתנועותיה של קינג ג'ורג החמישי, הוא היה חופשי לתמרן באופן עצמאי. בוקר יום שלישי, 27 במאי 1941, הביא שמים אפורים כבדים, ים סוער ורוח חזקה מצפון-מערב. בגלל סערה צפון-מערבית זו, טובי דחה את המתקפה הסופית מהזריחה עד לאור יום בהיר והגיע למסקנה שהתקפה על ביסמרק מכיוון הרוח אינה רצויה. הוא החליט להתקרב במישור צפון-מערבי לפני הפריסה.
נורפוק הייתה הספינה הראשונה שראתה את הביסמרק בבוקר 27 במאי. בראות גרועה נקלעה הסיירת לעבר ספינה לא מזוהה, והבהבה אותות זיהוי לפני שהבינה שזו אוניית המערכה הגרמנית. נורפוק פנתה במהירות ויצרה קשר עם אוניות המערכה הבריטיות לפני שהצטרפה לקרב האחרון. בשעה 08:43, תצפיות על קינג ג'ורג' החמישי הבחינו בביסמרק, כ-25,000 יארד (23,000 מטר) משם; רודני פתחה באש ראשונה בשעה 08:47, ואחריה במהירות קינג ג'ורג' החמישי. ביסמרק לא הצליחה לנווט עקב נזקי הטורפדו להגאים, והתנועות הבלתי צפויות שנבעו מכך הפכו את האונייה לפלטפורמת תותחים לא יציבה ויצרו בעיית ירי קשה. זה היה מסובך עוד יותר בגלל הסערה החזקה. עם זאת, ביסמרק השיבה אש בשעה 08:50 עם התותחים הקדמיים שלה, ועם המטח השני שלה, היא החלה לפגוע מסביב לרודני. זה היה הכי קרוב שהיא הגיעה לקלוע פגיעה בכל ספינת מלחמה בריטית בקרב האחרון, כי בשעה 09:02, מטח פגזים 16 אינץ' (406 מילימטרים) מרודני פגע במבנה העילי הקדמי, בגשר ובמנהל בקרת האש הראשי והרג את רוב הקצינים הבכירים. המטח גם פגע בצריחי הסוללה הראשית הקדמית. תחנת בקרת האש האחורית השתלטה על כיוון הצריחים האחוריים, אך לאחר שלושה מטחים הושבתו גם הם. כששתי תחנות בקרת האש יצאו מפעילות, הירי של ביסמרק הפך ליותר ויותר לא יציב, מה שאיפשר לבריטים לצמצם את הטווח. נורפוק ודורסטשייר צמצמו טווח והחלו לירות עם תותחי 8 אינץ' (203 מילימטרים) שלהם. בסביבות השעה 09:10 נורפוק ירתה ארבעה טורפדות ורודני ירתה שישה טורפדות ממרחק של יותר מ-10 ק"מ, אך לא נצפו פגיעות.
בסביבות השעה 09:31 כל ארבעת צריחי הסוללה העיקריים של הביסמרק הושבתו מפעילות. כשהאונייה כבר לא מסוגלת להשיב מלחמה, הקצין הראשון הנס אלס, הקצין הבכיר ששרד, הוציא אז את הפקודה להטביע את הביסמרק. על הפסקת כל אמצעי בקרת הנזקים, על פתיחת כל הדלתות האטומות למים, על כך שצוות חדר המכונות יכין מטעני הטבעה, והצוות ינטוש את האונייה. אלס עבר דרך האונייה, וחזר על הפקודות הללו לכל מי שפגש, עד בסביבות השעה 10:00 כאשר פגז מקינג ג'ורג' החמישי חדר לחגורת המצודה העליונה והתפוצץ במזנון האחורי של האונייה, והרג את אלס וכמאה אחרים. גרהרד יונאק, קצין ההנדסה הבכיר ששרד, הורה לאנשיו להגדיר את מטעני ההטבעה עם פתיל של 9 דקות. מערכת האינטרקום בחדר המנועים התקלקלה אז הוא שלח שליח כדי לאשר את הפקודה לפוצץ את המטענים, אך כשהשליח לא חזר מעולם לא חזר יונאק דרך את המטענים והורה לצוות ההנדסה לנטוש את האונייה.
ברגע שכל ארבעת צריחי הסוללה הראשיים של ביסמרק יצאו מכלל פעולה (בסביבות השעה 09:31), רודני צמצמה טווח לסביבות 3,000 יארד (2,700 מטר) ללא מניעה לירות בתותחים שלה בטווח נקודתי לתוך המבנה העילי של ביסמרק. קינג ג'ורג' החמישי נשארה במרחק גדול יותר כדי להגביר את האפשרות שהפגזים הצוללים שלה יפגעו בסיפונים של ביסמרק בצורה אנכית ויחדרו פנימה. בשעה 10:05 שיגרה רודני ארבע טורפדות לעבר ביסמרק, וטענה לפגיעה אחת.
עד 10:20 לאוניות המערכה הבריטיות אזל הדלק. הביסמרק שקעה בירכתיים עקב הצפה בלתי מבוקרת מתקדמת ונטתה 20 מעלות לשמאל, אז טובי הורה לדורסטשייר לצמצם טווח ולטרפד את ביסמרק הנכה בזמן שקינג ג'ורג' החמישי ורודני ניתקו מגע ופנו לשמאל. בזמן שהתקפות הטורפדו התרחשו, ביסמרק כבר נטתה בצורה כל כך גרועה שהסיפון כבר נשטף חלקית. דורסטשייר ירתה זוג טורפדות לצד הימני של ביסמרק, שאחד מהם פגע. לאחר מכן, דורסטשייר נעה לצד השמאלי שלה וירתה טורפדו נוסף, שגם הוא פגע. בהתבסס על בדיקה שלאחר מכן של השרידים, נראה שהטורפדו האחרון התפוצץ כנגד המבנה העילי של ביסמרק בצד השמאלי, שהיה אז כבר מתחת למים. ביסמרק החלה להתהפך בערך בשעה 10:35, ובשעה 10:40 החליקה מתחת לגלים, כאשר הירכתיים תחילה. במהלך הקרב ירו שתי אוניות המערכה הבריטיות כ-700 פגזים בעלי קליבר גדול בביסמרק, ובסך הכל, קינג ג'ורג' החמישי, רודני, דורסטשייר ונורפוק ירו ביחד כ-2,800 פגזים, וקלעו בסביבות 400 פגיעות.