運輸船分散後，遭到了德軍潛艇和飛機單獨或聯合屠殺，這是一場世界海運史上前所未有的恐怖屠殺！對於德軍潛艇而言，對運輸船的攻擊簡直就是“一場遊戲一場夢”！所謂遊戲是因為對於訓練有素的德軍潛艇官兵來講，攻擊沒有武裝也沒有護航的低速運輸船，完全可以輕鬆地占據最有利的攻擊陣位，選擇最有利的攻擊角度和距離，從容實施魚雷攻擊，然後再欣賞著運輸船起火爆炸的情景——那不是遊戲嗎？所謂夢想是因為這樣的攻擊情景，沒有護航艦艇的幹擾，沒有反潛飛機的追殺，悠閑地攻擊理想的目標——那不是夢寐以求的嗎？德軍潛艇唯一的困難就是在擊沉運輸船之後，由於船隊分散，在浩瀚的冰海上難以迅速發現下一個目標，於是幹脆浮在海麵上，用無線電呼叫指揮部，請求指示目標。應潛艇的緊急呼叫，德軍指揮部派出了FW-200遠程偵察機，在目標海域搜尋，一發現運輸船就直接電告附近潛艇前去攻擊，同時出動轟炸機和魚雷機加入對運輸船的攻擊，德國海軍共有8艘潛艇參與了屠殺，第5航空隊也出動飛機202架次，其中容克-88轟炸機130架次，亨克爾-111魚雷機43架次，FW-200偵察機29架次。
就這樣，巴倫支海西北廣闊海域上，PQ-17船隊所屬的運輸船，一艘接一艘被擊中，烈焰翻騰在冰海上，冒著滾滾濃煙逐漸下沉，數百名被擊沉運輸船的船員漂浮在冰海上，由於氣溫很低，大部分人很快就被凍死，小部分被救生船救起，但許多人已經因嚴重凍傷而終身殘疾。
PQ-17船隊遭到如此慘重的損失，主要原因是英國海軍部解散船隊的錯誤命令，即使德軍艦隊真的與船隊遭遇，巡洋艦、驅逐艦等護航艦艇也還可以與其周旋，至少可以拖住德軍艦隊一段時間，使被流冰阻隔的打擊艦隊能趕來參戰，繼續執行預定圍殲德軍“提爾比茲”號的計劃，如果德軍水麵艦隊中途返回，那德軍潛艇和飛機就不可能那麼輕而易舉擊沉運輸船了。英國海軍缺乏對戰區實際情況的了解和對德軍作戰意圖的判斷，加之對北極航線惡劣天氣的低估和對德軍“提爾比茲”號的恐懼，錯誤判斷了形勢，貿然解散了船隊，使運輸船失去了有組織的對空對潛防禦，作為這一錯誤的代價，付出了巨大損失，共有23艘運輸船和1艘救生船被擊沉。因此PQ-17船隊成為北極航線所有船隊中最悲慘的船隊，整個航行充滿了血腥和悲壯。
PQ-17船隊36艘運輸船和2艘救生船中，除2艘運輸船出航不久就因擱淺而返回冰島，其餘34艘船中有23艘運輸船和1艘救生船被擊沉，其中13艘運輸船和1艘救生船是被德軍飛機擊沉，10艘運輸船是被潛艇擊沉，損失船舶噸位14.4萬噸，損失運載物資包括210架飛機、430輛坦克、3350輛汽車和9.9萬噸其他軍需物資在內的總計13萬噸，幾乎相當於所有物資的2/3！最後到達蘇聯的隻有包括97架飛機、164輛坦克、896輛汽車和5.7萬噸其他軍需物資，總共約7萬噸，這些掛滿冰棱的飛機、坦克和汽車，仿佛在講述著一個個不忍卒聽的故事。
5.北極航線保衛戰
遭受了如此重大的損失後，英國曾一度拒絕再向蘇聯運送物質，萬般無奈的情況下，斯大林隻好求助美國總統羅斯福。美國於8月12日組織軍艦，運載約3000噸物資，從英國格裏諾克起航，經斯卡帕灣到達冰島，於8月19日再從冰島出發，8月24日順利抵達蘇聯，卸下所載物資後又迅速從蘇聯返航，8月28日安全回到冰島。雖然船隊在往返途中都遭到德軍偵察機的監視，卻沒有遭到任何攻擊，安全完成了此次航行。
2個月之後，英國在美蘇一再要求下又派出了PQ-18船隊。該船隊9月2日從英國埃韋灣起航，編有39艘運輸船、3艘油船和1艘救生船，由1艘護航航母、4艘驅逐艦、4艘護衛艦、2艘防空艦、3艘掃雷艦、4艘反潛拖網漁船和2艘潛艇擔任護航。近距掩護編隊分為兩部分，一部分由1艘巡洋艦和16艘驅逐艦組成，另一部分則由3艘重巡洋艦組成，遠距掩護編隊由本土艦隊出動2艘戰列艦、1艘巡洋艦和5艘驅逐艦，還有7艘潛艇擔負側翼掩護。PQ-18船隊不僅擁有較強的護航兵力，還首次在船隊中編入搭載15架艦載機的護航航母，並吸取PQ-17船隊的教訓，在數艘運輸船上安裝了76毫米火炮和20毫米機關炮，以加強運輸船的自我保護能力。