Как будто этого было мало, появились новые проблемы: начали выходить из строя то одно, то другое орудие. Находившиеся на корабле рабочие, занимавшиеся доводкой башен главного калибра, прилагали нечеловеческие усилия, чтобы ввести их в действие, но в среднем залп британского линкора состоял не из пяти, а из трех снарядов.
«Бисмарк» казался неповрежденным, его огонь по-прежнему отличался точностью, поэтому кэптен Лич принял решение выйти из боя до подхода подкреплений. Этот маневр осуществлялся под прикрытием дымовой завесы. Во время поворота произошла авария в кормовой башне, но, несмотря на это, огонь продолжался, всего удалось произвести 18 залпов. По германским данным за это время «Бисмарк» получил три попадания. Одно из них пришлось в носовую часть ниже ватерлинии, образовавшуюся пробоину нельзя было заделать без остановки корабля. Кроме того, трубопровод в машинное отделение от носовой топливной цистерны оказался перебитым, появился дифферент на нос, скорость линейного корабля упала до 27—28 уз. Уменьшилась дальность плавания, поэтому от продолжения атлантического рейда пришлось отказаться, и у адмирала Тови выросли шансы на удачную охоту.
Этот весьма неудачный бой, завершившейся поражением номинально более сильной эскадры, стал следствием «Боевых инструкций Адмиралтейства», исходя из которых, бой предполагалось вести в тесном строю, подчиняясь сигналам флагмана. Это полностью сковало инициативу кэптена Лича. Также как в бою у Фольклендских островов, один корабль не мог принять участие в бою — на этот раз не из-за дыма, а из-за того, что слишком большая дистанция сокращалась на таком угле, что оба корабля могли вести огонь только из носовых орудий. Хотя напрашивался альтернативный вариант сближения — один корабль прикрывает второй, ведя огонь полными бортовыми залпами, или, если бы «Принс оф Уэльс» дали возможность вести бой на большой дистанции, то он мог бы получить преимущество, когда немцам бы пришлось менять цели.
«Принс оф Уэльс» присоединился к «Норфолку» и «Саффолку» и они продолжали преследовать вражескую эскадру. Противник шел на юго-запад, пытаясь оторваться от погони. Адмирал Тови в это время находился в 300 милях от германского линкора. В его соединение входили линкоры «Кинг Джордж V» и «Рипалс», авианосец «Викториэс», четыре крейсера и девять эсминцев. При благоприятных условиях он рассчитывал войти в контакт с вражеской эскадрой на следующий день, 25 мая, в 7 ч. К сожалению, корабли Тови были вынуждены уменьшить скорость. В 13 ч 20 мин «Саффолк» сообщил, что «Бисмарк» изменил курс на южный и сбавил ход примерно до 24 уз.
Тем временем Адмиралтейство предпринимало весьма решительные меры с целью гарантированно уничтожить германский линкор. Каждый корабль, могущий принять участие в охоте (всего 19 единиц), получил приказ идти в район боя: из Гибралтара — вышло соединение «Н» адмирала Соммервиля («Ринаун», «Арк Ройял» и «Шеффилд»); находившиеся в Атлантике — «Родней» и четыре эсминца, а также легкий крейсер «Эдинбург» («Edinburgh»); оставивший галифакский конвой — «Рэмиллес»; из Галифакса — «Ривендж». Океан прочесывали самолеты Берегового командования.
Преследователи ничего не знали о повреждениях «Бисмарка», поэтому самолеты с «Вик-ториэса» получили приказ попытаться уменьшить скорость германского линкора. Авианосец, сопровождаемый четырьмя крейсерами, прибыл на позицию, от которой до противника было 100 миль. В 22 ч, несмотря на ужасную погоду, стартовали девять торпедоносцев; положение усугублялось тем, что эти самолеты перевозились на Мальту и их пилоты никогда не взлетали с палубы. В 23 ч 27 мин на экране локатора одного из самолетов появилась отметка цели. Не смотря ни на что, торпедоносцам удалось добиться одного попадания в среднюю часть корпуса, но повреждения оказались незначительными. Все «Суордфиши» вернулись на авианосец, но были потеряны два самолета-разведчика «Фульмар».
Между 18 и 19 ч «Бисмарк» развернулся и вступил в бой с преследователями, это позволило «Принцу Ойгену» не замеченным уйти на юго-запад. Во время этого боя противники повреждений не получили. Вскоре германский корабль вернулся на прежний курс и продолжил следовать на юг. В 1 ч снова произошел короткий бой с британскими кораблями, после которого «Суффолк» не смог восстановить радарный контакт. Сначала считали, что «Бисмарк» пойдет на запад. Был проведен поиск в этом направлении, на самом же деле курс германского линкора был юго-восточным — на Сен-Назер. В это время «Кинг Джордж V» находился в 100 милях к юго-востоку и сближался с врагом на большой скорости. Но после того, как контакт был потерян, он мог выбрать несколько курсов и шансы быстро навязать немцам бой отсутствовали.
В следующие 31,5 ч продолжались поиски. Адмирал Уэйк-Уолкер со своим кораблями находился западнее и юго-западнее последней известной позиции «Бисмарка». Самолеты «Викториеса», сопровождаемого четырьмя крейсерами, вели поиск на северо-запад. «Родней» приближался к входу в Бискайский залив, южнее находился крейсер «Эдинбург». К этому району приближался крейсер «Дорсетшир» («Dorsetshire») с конвоем, в охранении которого он находился. На юге патрулировал «Рэмиллис». Кроме того, соединение «Н», находившееся в 1300 милях к юго-востоку, приближалось к тому району, через который «Бисмарк» должен был проследовать во французский порт. Эти весьма неудачные передвижения британских кораблей стали следствием нескольких радиограмм Адмиралтейства. В «мозге» Королевского флота считали, что германский линкор возвращается на базу, идя на северо-восток. Соединение адмирала Тови выполнило поворот на новый курс, остальные соединения меняли курс по мере информирования.
Но сэр Фредерик Боухилл из Берегового командования, ранее служивший в военно-морском флоте, был уверен, что противник направляется во французский порт и, вероятно, приблизится к побережью в районе мыса Фенистер. Исходя из этого он запросил у Адмиралтейства согласия на наблюдение за районом вероятного местонахождения немцев. В то же самое время командующий подводными силами сэр Макс Хортон приказал развернуть завесу из шести субмарин, часть из них у Бреста, часть — у Сен-Назера.
До вечера Тови сомневался в том, что противник направляется в Брест. Весь день 25 мая британские самолеты «Каталина» патрулировали над вероятным районом появления вражеского линкора, но обнаруживали только свои корабли. На следующий день район поиска был расширен, просматривался с воздуха еще больший район на подходах к Бискайскому заливу. В 10 часов 30 минут противника все же удалось обнаружить при помощи самолета, который оказался в зоне сильного и точного зенитного огня. Тем не менее, в эфир была передана радиограмма о том, что «Бисмарк» находится в 690 милях северо-западнее Бреста, при этом скорость линейного корабля такова, что через 24 часа он войдет в зону действия германских подводных лодок и тяжелых бомбардировщиков Люфтваффе.
Тем временем наши корабли столкнулись с проблемой: запасы топлива стремительно сокращались: «Принс оф Уэльс» и «Рипалс» уже возвращались в базу, на «Кинг Джордж V» и «Роднее» они приближались к критическому минимуму. Из всех групп кораблей, производивших поиск, соединение «Н» находилось в самой удобной позиции, из которой «Суордфиши» с «Арк Ройял» — последняя надежда на перехват — могли атаковать германский линкор. «Шеффилд» направили на запад для установления контакта с «Бисмарком». Ударная группа самолетов-торпедоносцев не получила информации об его местонахождении и поэтому не обнаружила, хотя прошла всего в 20 милях к северу.
Ударной группе пришлось стартовать повторно. Атака началась 20 ч 47 мин. Погода стояла ужасная, зенитный огонь отличался точностью, но, несмотря на это, две из 13 выпущенных торпед поразили линкор. Одна из них, попавшая в броневой пояс в средней части корпуса корабля, не нанесла существенных повреждений. Зато вторая попала в корму по правому борту. В результате была разбита рулевая машина, а руль оказался заклиненным в положении 15° на левый борт. Эта попадание оказалось роковым для германского линкора — управляться машинами в условиях сильного волнения и с заклиненным рулем он не мог.
На смену самолетам появились пять эсминцев, отозванных из охранения конвоя, которыми командовал кэптен Вайен. Эти корабли с 1 ч 20 мин до 7 ч выполнили несколько ночных атак. Они были отбиты сильным артиллерийским огнем, управление которым осуществлялось с помощью радиолокационной станции, но сумели поддерживать контакт с «Бисмарком» и ожидали появления наших линейных кораблей. Благодаря всем этим действиям, «Бисмарк» удалось остановить, что, вероятнее всего, и привело к новому артиллерийскому бою.
Во время него «Родней» получил приказ с флагмана действовать по возможности. Артиллерийский огонь открыли в 8 ч 47 мин. Дистанция, с которой началось сближение, составляла 7,9 мили. Она постоянно сокращалась, и в конце бой превратился в «учебную стрельбу на короткой дистанции» — мишенью стали пылающие обломки. Но толстый броневой пояс «Бисмарка» пробить не удалось, ни один снаряд или торпеда не попали в машинное отделение, механизмы линкора остались целыми.
