Trận chiến Đại Tây Dương (1939–1945)
Những tàu chiến nổi tiếng của chiến trường Đại Tây Dương

Chỉ có Dönitz mới hãnh diện về những thành tựu nói trên của U-boot. Các sĩ quan hải quân Đức (gồm cả Reader) vẫn cho rằng chỉ có những chiến thuyền lớn mới đem lại chiến thắng thực sự trên mặt biển.
Trong những tháng đầu năm 1940, các tàu chiến lớn của hải quân Đức được tập trung vào chiến trường Bắc Âu nên không chiếc nào có mặt tại Đại tây Dương, ngoài chiếc tuần dương Admiral Graf Spee lập nhiều thành tích nhưng đã bị bắn hỏng và phải tự hủy để tránh lọt vào tay chính quyền Uruguay. Sau chiến thắng tại Na Uy, hải quân Đức liên tục đưa các chiến thuyền lớn ra Đại Tây Dương, bắt đầu cuộc công kích tàu buôn của Đồng Minh.
Ngày 5 tháng 11 1940, đoàn tàu tiếp vận HX 84 của Anh bị tàu Admiral Scheer , một tàu chị em với chiếc Admiral Graf Spee chặn bắn - 5 chiếc chìm tại chỗ và nhiều chiếc khác bị phá hủy làm tán loạn đội hình. Quân Anh phải thí mạng chiếc HMS Jervis Bay và nhờ màn đêm kéo xuống, số tàu còn lại mới chạy thoát. Sau tổn thất này, tư lệnh hải quân Anh phải tạm ngưng các đoàn tàu tiếp vận và điều động chiến thuyền ra săn đuổi tàu Scheer nhưng không thấy đâu nữa. Tháng sau, chiếc Scheer lại lộ diện tại Ấn Độ Dương.
Ngày 25 tháng 12 năm 1940, chiếc tuần dương Admiral Hipper của Đức chặn đánh đoàn tiếp vận WS 5A nhưng bị 2 chiếc tàu tuần dương là HMS Berwick và HMS Bonaventure bắn trả rất dữ dội khiến Hipper hỏng nặng và phải bỏ chạy. Ngày 12 tháng 2 năm 1941, Hipper chận đánh đoàn SLS 64 gồm 19 tàu và bắn chìm được 7 chiếc.
Bài chi tiết: Chiến dịch Berlin (chiến trường Đại Tây Dương)
Tháng 1 năm 1941, hai chiến thuyền hạng nặng là Scharnhorst và Gneisenau mở chiến dịch Berlin ra vùng biển phía bắc Đại tây Dương chận đánh các đoàn tàu từ Canada sang Anh. Các đoàn tàu HX 106, HX 111 và SL 67 bị chận đánh nhưng may nhờ có tàu hộ tống đến kịp nên chỉ bị tổn thất nhỏ. Trong hai tháng, hai chiếc Scharnhorst và Gneisenau chạy ngang dọc 18.000 dặm đường biển, bắn chìm 22 tàu của Anh.
Tháng 5, quân Đức táo bạo mở chiến dịch Rheinübung đưa chiếc Bismarck mới đóng xong và chiếc tuần dương Prinz Eugen, một chiếc chị em với chiếc Admiral Hipper ra tấn công các đoàn tàu tiếp vận. Quân Anh bắt được thông tin này liền đem một lữ đoàn tàu chiến gồm chiếc Tàu chiến-tuần dương HMS Hood và cả chiến hạm HMS Prince of Wales (53) ra ngoài hải phận Iceland chặn đánh. Hai bên bắn nhau tại eo biển Đan Mạch. Hải quân Anh thua to.Chiếc HMS Hood của Anh bị bắn chìm. Trong số 1.418 thủy thủ chỉ có 3 sống sót, chiếc Prince of Wale cũng phải rút lui do chịu thiệt hại trung bình. Bên kia, chiếc Bismark bị ngư lôi của Anh bắn trúng làm hỏng bánh lái nên không chạy nhanh được. Ba ngày sau, Bismark bị hạm đội trung ương hải quân Anh bắn chìm. Chỉ 110 trong số 2.300 thủy thủ của tàu Bismark sống sót. Sau mất mát quá lớn này, hải quân Đức ngưng chiến lược chận đánh tàu buôn bằng chiến thuyền trên mặt biển.
Tháng 2 năm 1942, hải quân Anh vô cùng xấu hổ vì không bắt được kịp các chiến thuyền của Đức (Scharnhorst, Gneisenau và Prinz Eugen) trên tuyến đường chạy thoát về Đức. Sau khi mất chiếc Bismark, cộng thêm lo ngại cuộc tấn công của Đồng Minh theo ngã Na Uy, Hitler quyết định rút ra khỏi chiến trường Đại Tây Dương.
Kế hoạch Z của hải quân Đức trong chiến trường Đại Tây Dương gồm thiết bị lực lượng hải quân mạnh đủ để tiêu diệt tàu hộ tống đồng thời phá hủy mọi tiếp vận đến Anh. Kế hoạch không thành công vì Đức chưa kịp xây dựng đủ hỏa lực hải quân thì chiến tranh đã bùng nổ. Kết quả là số tàu Anh bị Đức phá hủy không cao so với hao tổn của U-boot, mìn và máy bay. Tuy vậy cuộc chận đánh các đoàn tàu buôn trên Đại Tây Dương cũng gây nhiều chật vật khó khăn cho Anh, và làm mức nhập cảng vào Anh giảm xuống rất nhiều.