Второй огневой контакт после полудня оказался более успешным для «Шарнхорста», причем огонь немцев из передних башен главного калибра был достаточно точным, судя по многочисленным накрытиям Темпе менее крейсера Барнетга оказались непреодолимой преградой на пути к каравану, отчего Бэй после полудня принял решение на возвращение в базу генеральным курсом около 170°, в то время как с севера на него продолжали наседать английские крейсера. Хотя «Норфолк» и получил два попадания одинадцатидюймовыми снарядами немцев (погиб один офицер и шесть матросов, вышла из строя одна из башен главного калибра), благодаря локатору он продолжал снабжать Фрэзэра необходимой информацией о положении немецкого линкора — и это было главным в складывавшейся боевой обстановке… Теперь, даже перехватывая радиопереговоры английских кораблей с последующей расшифровкой, штаб кригсмарине был бессилен что-либо изменить в ситуации, когда Бэй шел навстречу эскадре Фрэзэра и собственной гибели.
Заняв выгодную позицию, Фрэзэр вел себя в высшей степени свободно, поддерживая связь по радио, что позволяло немцам пеленговать его положение в ситуации, с которой они не справлялись. Не взволновало сэра Брюса даже присутствие немецких воздушных разведчиков, на протяжении четырех часов отслеживавших движение англичан, поскольку погода не позволяла взлететь вражеским бомбардировщикам и торпедоносцам. Английский адмирал намеревался открыть огонь по немецкому линкору с короткой дистанции, с тем чтобы его снаряды нанесли противнику наибольшие разрушения, к чему были все основания, поскольку у немцев не работал радиолокатор. Все складывалось настолько удачно, что англичане занервничали, многократно перепроверяя поступающую информацию. Начальник штаба Фрэзэра так оценил складывающуюся обстановку: «Меня удивляет, что такие полные и точные данные никак не повлияли на маневрирование "Шарнхорста". Он упорно продолжает идти прежним курсом. Если он и дальше будет так продолжать, то примерно в 17 ч. 15 мин. начнется бой».
Действительно, уже в 16 ч. 17 мин. с главного радиолокационного поста «Дьюк оф Йорк» сообщили: «Мы поймали его, сэр! Дистанция 45 тыс. ярдов, пеленг — 20е».
Взаимодействие обоих английских соединений теперь определялось по минутам. Через полчаса на экране локатора флагмана возник силуэт «Белфаста» из отряда Барнета, а пятью минутами раньше радиометристы «Дьюк оф Йорк» определили дистанцию до «Шарнхорста» почти в 30 тыс., ярдов. Английские клещи вокруг «Шарнхорста» сомкнулись… К этому времени эсминцы сопровождения флагмана перестроились для атаки противника, и Фрэзэр по переговорной трубе приказал Расселу, командиру флагмана, в 16 час 50 мин. открыть огонь, а своим эсминцам приготовиться попарно к атаке противника с обоих бортов….Практически одновременно заговорили орудия «Белфаста» из соединения Барнета. Благодаря использованию локатора, уже с первых залпов английские комендоры добились успешного накрытия противника, на котором даже орудийные башни главного калибра в момент первого визуального контакта оставались развернутыми по-походному.
Английские снаряды подняли столбы воды всего в ста метрах от цели, причем с обоих бортов. На «Шарнхорсге» взвыли сирены боевой тревоги, хотя расчеты боевых постов и всех огневых точек давно стояли на своих местах. Глаза сигнальщиков и наблюдателей, находившихся на открытых постах, слепило красным и розовым светом от разрывов осветительных снарядов англичан. Поскольку документов с «Шарнхорсга» не сохранилось, по показаниям спасшихся можно установить лишь последовательность событий, но не время. Известно, что в попытке оторваться от англичан «Шарнхорст» лег на восточный курс, развив максимальную скорость, и по внутренней трансляции было объявлено: «Всем боевым постам. Соединение противника не в силах соревноваться с нами в скорости хода и отстало… "Шарнхорст" подтвердил свою боевую мощь». На какой-то момент немецкий линкор вырвался даже из-под града английских снарядов.
Тем не менее около 17 час. крупнокалиберный снаряд с английского флагмана поразил барбет (основание) передней носовой башни А, которая вышла из строя и больше огня не вела. Старпому донесли: «Огонь и дым мешают проникнуть в башню, чтобы выяснить обстановку. Связи с башней нет». Оставшиеся три башни главного калибра продолжали вести залповый огонь. В 17 ч. 54 мин. Бэй отправил радиограмму, гласившую: «…Окружен кораблями противника». Примерно в это время «Шарнхорст» получил второе попадание в среднюю часть корпуса, причем, пробив палубу, рикошетом снаряд взорвался в котельном отделении, отчего часть котлов вышла из строя, а скорость корабля упала. В рассказах спасенных немецких моряков, видимо, этот результат приписывается торпеде. Позднее спасшиеся рассказали о том, что запомнили из передач внутренней трансляции: «Попадание торпеды в котельное отделение правого борта. Скорость восемь узлов»; «Попадание снаряда в башню № 1 вспомогательной артиллерии, орудия выведены из строя, расчеты погибли», и так далее. Тем не менее спустя какое-то время скорость удалось поднять до 22 узлов, и эта новость приободрила немецких моряков, изнемогавших от напряжения боя. К этому времени только башня с орудиями главного калибра продолжала вести огонь, но, по английским сведениям, в 18 ч. 20 мин. она уже замолчала, полностью израсходовав боезапас. Видимо, тогда в Берлин и ушла радиограмма, сообщавшая, что «Шарнхорст» намерен сражаться до последнего снаряда, совсем как с обреченного «Бисмарка» в мае 1941-го. Теперь огонь вела лишь вспомогательная артиллерия, способная своими шестидюймовыми снарядами лишь отогнать вражеские эсминцы и тем отсрочить гибель собственного корабля, пока главный калибр «Дьюк оф Йорка» и крейсеров не довершит остальное. Однако Фрэзэр в 19 ч. 20 мин. предпочел использовать торпеды, когда его крейсера и эсминцы заняли свои позиции с обоих бортов обреченного противника, способного только огрызаться. Англичане выпустили по «Шарнхорсту» 55 торпед, из которых, по разным сведениям, поразили цель от 11 до 14: в спешке 2-го новогоднего боя было не до подсчетов попаданий.
Уже после первых торпедных попаданий финал сражения для командования корабля стал совершенно очевиден, судя по содержанию приказа: «Вниманию всех боевых постов! Уничтожить все секретные документы и оборудование. Дивизиону борьбы за живучесть подготовить корабль к затоплению!»
На верхней палубе, надстройках и замолчавших орудийных башнях ревела и грохотала вражеская сталь и взрывчатка, угрожая всему живому. Палуба была завалена искореженным металлом и обломками, многие механизмы и помещения (включая ангар с самолетом) горели, пламя вырывалось из многочисленных пробоин. В этом хаосе смерти пробирались люди из аварийных команд в напрасной попытке исправить неисправимое. С британских кораблей в темноте полярной ночи «Шарнхорст» выглядел клокочущим вулканом, в котором не могло уцелеть ничего живого. И тогда по трансляции прозвучал последний приказ: «Говорит командир! Оставить корабль! Все наверх! Надеть спасательные жилеты! Приготовиться прыгать за борт!»
Через многочисленные люки, горловины и лазы палуба стала заполняться немецкими моряками, готовыми к самому страшному. Теперь они в последний раз вдыхали морозный воздух, сдобренный морской солью, в последний раз ощущали на своем лице струи несущегося снега. Совсем как раньше тысячи других людей из других стран, под другими флагами, которым они несли смерть, — теперь настал их черед…
Окутанный дымом корпус огромного корабля все больше кренился, продолжая раскачиваться на пологих волнах, и все-таки двигался вперед. Правым бортом он практически лежал на волне, так что крыло мостика почти касалось вспененных гребней. Откуда-то сверху через мегафон разносились слова командира: «Надевайте спасательные жилеты, смелее за борт!» Он в последний раз выполнял свой долг, посылая своих подчиненных практически на верную смерть. Над погибающим кораблем время от времени с треском лопались осветительные снаряды, и в их багровом свете картина выглядела фантастической, лишенной реального смысла. Затем с увеличением крена на палубу ворвалась волна, сметая все на своем пути, увлекая в море живых и мертвых. Последнее, что видели многие из них, барахтаясь в слое липкого мазута, разъедавшего глаза и рот, теряя от переохлаждения сознание, как корпус огромного корабля, задрав корму с работающими винтами, погружался в штормовое море, увлекая за собой сотни человеческих жизней, не считая тех, что остались на боевых постах в его стальном чреве. Только немногие счастливцы сумели добраться до спасательных плотиков или намертво вцепиться в плавающие обломки.
Фрэзэр позаботился о спасении оказавшихся в море немецких моряков, исключив из спасательных работ норвежский эсминец «Сторд». После того как однажды (по слухам!) польские моряки вздернули на мачте пленного командира немецкой подлодки, великодушные англосаксы вполне обоснованно полагали, что моряки стран, подвергшихся нацистской оккупации, не отличаются гуманизмом. Подоспевшие английские эсминцы вываленными за борт специальными сетями выловили и сняли с плавающих обломков лишь 36 уцелевших из экипажа общей численностью 1986 человек. Это случилось в 19 ч. 45 мин. 26 декабря 1943 года в точке с координатами 72° 16' с.ш. и 28° 41' в.д. на расстоянии 65 миль от мыса Нордкап. Весьма компетентный морской историк по поводу этого события заметил: «Стратегическая ситуация на севере изменилась еще больше в пользу союзников» (Роскилл, с 405).