在“俾斯麥”號和“歐根親王”號上擔任海上指揮的就是曾指揮“四輪車”作戰的岡瑟·盧金斯海軍上將。作為精通海軍戰術的專家，盧金斯仔細研究了雙方的情況，認為盡管從全局看英國處於下風，但英國海軍實力要遠遠超過德國海軍，特別在北大西洋上，英國海軍占有絕對優勢，單憑“俾斯麥”號和“歐根親王”號兩艦，顯然有些勢單力孤，貿然出擊極有可能會遭英軍優勢兵力的圍攻，因此他專程趕赴柏林，向雷德爾建議推遲“萊茵演習”作戰行動，等到“格奈森諾”號和“沙恩霍斯特”號修複後再一起出動。但雷德爾認為目前正是英國處在艱難困苦中的關鍵時刻，機不可失；另一方麵希特勒也希望海軍能盡早有所建樹，這對海軍壓力頗大，所以雷德爾拒絕了這一正確建議。1941年5月19日，“俾斯麥”號戰列艦與“歐根親王”號重巡洋艦單獨出航執行“萊茵演習”作戰任務。在盧金斯出發前，希特勒還專程趕往“俾斯麥”號的停泊地波蘭格丁尼亞港，對他進行了鼓勵。
5月19日，“俾斯麥”號和“歐根親王”號從波蘭格丁尼亞港悄然出航，出波羅的海經卡特加特海峽，沿挪威海岸北上，於5月21日駛入卑爾根東南的科爾斯峽灣。“俾斯麥”號出航的情報很快被英國海軍得到，並引起了英國海軍的高度重視。對付大西洋上那些神出鬼沒的德國潛艇，已經使英國海軍焦頭爛額，英國的造船速度，尚不足以彌補每月的海上損失，如果“俾斯麥”號再出現在大西洋，英國的海上生命線無疑將麵臨被切斷的危險。
在對“俾斯麥”號的作戰性能進行詳細的分析後，英國海軍部的官員們一直認為英國海軍目前尚無一艘戰艦能與之相匹敵。自“俾斯麥”號下水時，英國海軍就開始惶惶不安地擔心著，如果“俾斯麥”號順利地進入大西洋，那麼英國護航運輸隊將會遭到滅頂之災，後果不堪設想。鑒於情況的嚴峻性，英國首相丘吉爾命令海軍部：在“俾斯麥”號進入大西洋作戰海域之前，必須不惜一切代價擊沉它！很快，一個圍殲“俾斯麥”號的計劃形成了，英國大西洋的全部艦隻和飛機，都奉命作好戰鬥準備。
5月22日，英軍以“喬治五世國王”號戰列艦為主艦的艦隊，直插進入大西洋必經的丹麥海峽等候截擊。就在被希特勒視為秘密武器的“俾斯麥”號和“歐根親王”號穿越卡特加特海峽，剛剛要駛入大西洋海域時，英軍“薩福克”號巡洋艦的雷達發現了“俾斯麥”號的位置。英國海軍命令他們最大的兩艘戰列艦“胡德”號和“威爾士親王”號以及4艘驅逐艦火速前去攔截，其他艦艇也全速靠攏對其進行包圍，一場廝殺就這樣開始了。
5月24日，英國海軍的“威爾士親王”號和“胡德”號戰列艦率先發現了“俾斯麥”號。“胡德”號在距離“俾斯麥”號15海裏的距離時，首先開火，並擊中了“俾斯麥”號，不甘示弱的“俾斯麥”號立即用準確的炮火還以顏色。
戰鬥剛剛打響，“俾斯麥”號就顯露出“鐵血宰相”的猙獰麵目，380毫米火炮的重型炮彈接二連三地在英艦炸響，其中一發炮彈準確命中“胡德”號的艦橋。指揮台上的霍蘭中將急令“胡德”號左轉29度，以便更好地發揮火力。老辣的“俾斯麥”號沒等其完成轉向，一發巨彈又準確命中“胡德”號彈藥庫，並引發大爆炸，一座幾十噸重的炮塔被拋上了天空，軍艦中部的鋼板被撕開，有著25年艦齡並承載過顯赫戰功的英國最大軍艦“胡德”號轉瞬間沉入了海底，該艦1400名官兵中僅有3人幸免於難。這就是“俾斯麥”號服役後的第一力作，幹淨利落而又冷酷無情。
“威爾士親王”號目睹了“胡德”號的悲慘下場，還沒回過神來，“俾斯麥”號和“歐根親王”號全部火力就傾瀉而下！“威爾士親王”號連中七彈，萬幸的是隻有三彈爆炸，“威爾士親王”號戰鬥力未受大的影響。大難不死的利奇艦長繼續指揮戰鬥，第6次齊射，兩發356毫米炮彈命中“俾斯麥”號，其中一發擊穿艦首燃料艙，使燃料本已緊張的“俾斯麥”號雪上加霜，為英艦以後的追蹤創造了條件。麵對“胡德”號的沉沒，火控係統及一座4聯裝主炮塔被毀的“威爾士親王”號艦長利奇隻得下令全速撤退。“胡德”號的沉沒換來的是“俾斯麥”號的一個鍋爐艙和一個燃油艙被擊中，並漏掉了200噸燃油。盡管“俾斯麥”號遭到了一定程度的損壞，但是它的戰鬥力並沒有被削弱，它的航速也沒有受到太大的影響，仍然可以保持在28節。
隨後趕到的英國海軍托維上將望著海麵上漂浮的軍艦殘骸和大片油跡，難以壓製心中的怒火。英國海軍部對“胡德”號的沉沒也大為震驚，海軍大臣電告托維：海軍決心不惜一切代價，一定要擊沉這艘凶惡無比的納粹戰艦。遠在1500海裏外直布羅陀巡邏的H艦隊奉命趕往戰場；在中大西洋西北部外幾百海裏，戰列艦“萊米裏斯”號奉命撤出護航，並向西攔截敵艦；距愛爾蘭海岸約500海裏處，戰列艦“羅德尼”號也撤出護航，奉命截擊。它們得到的命令是：“追擊、追擊、再追擊。”