Ситуация в Норвегии к 1943 г. изменилась в пользу союзников. Полярная ночь способствовала скрытности действий при проводке конвоев. Германский флот понес очередные потери. 22 сентября 1943 г. английские мини-подлодки типа X сумели сильно повредить Тирпиц на его стоянке и вывести его на время из строя. Единственным козырем в руках немцев оставался Шарнхорст , но и ему оставалось плавать совсем недолго.

Конвой JW-55B был обнаружен немецкой авиацией еще 22 декабря; 25-го подводная лодка U-601 уточнила его координаты, и в море вышел последний из находившихся в боевой готовности германских линкоров - Шарнхорст. Первоначально его сопровождали эсминцы 4-й флотилии, но плохая погода и сильный встречный ветер заставил их постепенно снижать скорость, которая в решающий момент, утром 26 декабря, упала до 10 узлов. Командующий отрядом к-адм. Бей получил приказ своего командования выделить эскадренные миноносцы для самостоятельного поиска, и тут же выполнил его. Оставшийся в одиночестве Шарнхорст около 7 утра повернул на запад, рассчитывая через два-три часа выйти на видимость конвоя.

Однако британцы держали в своих руках все нити будущего сражения. Возможность читать шифрованные радиограммы противника (операция Ультра ) позволила Фрейзеру получать немецкие приказы практически одновременно с Беем. Еще днем 25 декабря он узнал о том, что Тирпиц готов к выходу в море, и занял позицию к югу от JW-55B , планируя отсечь рейдер от пути возвращения в Норвегию и взять его в клещи между обоими соединениями прикрытия (1 и 2). Полную информацию о намерениях своего командующего и неприятеля получил и Бернетт. Благодаря успехам своей разведки англичане находились в исключительно благоприятной ситуации, тогда как германский линкор был вынужден действовать вслепую.

Рано утром 26 декабря Бернетт перевел 10-ю эскадру на 20 миль к югу от конвоя на наиболее вероятных для появления рейдера углах. В 8-40 Белфаст установил радарный контакт с Шарнхорст (который не использовал свою электронику, надеясь сохранить скрытность) на дистанции 170 каб. Через 40 минут Шеффилд обнаружил противника с 60 каб. уже визуально. Оба отряда быстро сближались, и в 9-24 с Белфаста последовал первый залп осветительными снарядами с расстояния 45 каб.

В последующем получасовом бою успех был на стороне англичан. Шарнхорст получил три попадания (скорее всего - 8-дюймовыми снарядами с Норфолк). Одно из них оказалось весьма существенным: разорвавшийся в КДП снаряд вывел из строя осколками антенну носового радара и весь персонал, обслуживающий этот радиолокатор. Теперь весь носовой сектор (четверть горизонта, примерно по 40 гр. на каждый борт) не просматривался, поскольку задний локатор экранировался массивной передней надстройкой линкора. Именно этот фактор оказался решающим в первые минуты боя с Дюк оф Йорк.

Не желая вступать в длительный бой с крейсерами в плохих погодных условиях, Бей отвернул и попытался зайти на конвой с северо-востока, но британские крейсера легко парировали этот выпад, вновь заняв позицию между рейдером и судами. В 12-21 обе стороны вновь открыли огонь, причем на этот раз 10-я эскадра усилилась 36-м дивизионом эсминцев. Вторая стычка оказалась менее удачной для англичан: Шарнхорст добился двух попаданий в Норфолк и накрыл одним из залпов Шеффилд . Но Бей вновь приказал отвернуть, не желая продолжать сражение. Выйдя за дистанцию прямой видимости, Бернетт продолжал следить за противником при помощи радиолокаторов.

Вскоре после 13 часов немецкий адмирал принял окончательное решение прервать попытки атаки конвоя и вернуться на базу. Через полчаса он направил домой и свои эсминцы, находившиеся к западу и благополучно избежавшие встречи как с конвоем, так и с Соединением 2. Шарнхорст взял курс на юг, практически прямо навстречу кораблям Фрэзера. Еще более облегчая задачу для англичан, на нем выключили задний радар, руководствуясь теми соображениями, что противник (отряд Бернетта) остался за кормой, и может запеленговать линкор по работающему радиолокатору (пассивные радиолокационные пеленгаторы, которым в германском флоте придавалось большое значение, позволяли обнаружить противника до того, как он выйдет на эффективную дальность своего радара). Но в данном конкретном случае это решение оказалось серьезнейшей ошибкой. Британские крейсера продолжали преследование, находясь всего в нескольких кабельтовых за пределами визуального обнаружения (видимость составляла около 7 миль). В течение трех часов Бернетт поддерживал контакт, хотя Норфолк и Шеффилду приходилось резко снижать скорость (первому - для тушения пожара от попадания с Шарнхорст, второму - для ликвидации аварии на одном из валов). Однако задача Соединения 1 уже была решена. На поле боя выходил британский линкор.

Кооперативные действия Бея и Фрэзера вывели последнего в нужную позицию поразительно точно: Соединению 2 практически не пришлось менять курс до самого момента обнаружения. В 16-17 поисковый радиолокатор дал отметку на в северо-восточном секторе на дистанции 22,5 мили. Сходившиеся под прямым углом линейные корабли быстро сближались. В 16-32 цель появилась и на артиллерийском радаре типа 284 на Дюк оф Йорк на дистанции почти 150 каб. Стрельба стала теоретически возможной, но помня о преимуществе Шарнхорст в скорости, Фрэзер продолжал сближение, чтобы решить дело наверняка. В 16-43 он отдал приказание Бернетту открыть огонь осветительными снарядами и тут же изменил курс, приводя в сектор обстрела кормовые башни Дюк оф Йорк и крейсера Джамайка .

Первый же залп осветительными снарядами с Белфаста открыл германский корабль, причем наблюдатели даже смогли увидеть, что его башни ГК развернуты по диаметральной плоскости. По отношению к английскому линкору залп лег неудачно, цель не была освещена достаточно ясно, и в 16-48 Дюк оф Йорк сам открыл огонь осветительными снарядами из 133-мм орудий левого борта с дистанции 60 каб. Они легли хорошо, и в 16-50 был дан первый залп главным калибром.

Удача в этот день не покидала англичан. Первый же залп дал накрытие, а один из снарядов второго попал в правый борт Шарнхорст против башни А . Очевидно, 356-мм бронебойный снаряд пробил барбет под палубой, поскольку полностью вышли из строя механизмы вертикальной и горизонтальной наводки, а осколки проникли в погреб, вызвав там пожар. Более того, пламя проникло через поврежденную осколками противопожарную дверь в погреб возвышенной башни В . Такие последствия могли быть вызваны только пробитием кольцевой брони барбета, поскольку проницание броневой палубы Шарнхорст на столь небольшой дистанции маловероятно как самим снарядом, так и тем более его осколками. Оба погреба пришлось затопить, и в решающие моменты боя германский корабль лишился 2/3 своей артиллерии. Правда, погреб башни В осушили настолько быстро, что это вначале почти не сказалось на стрельбе немецкого линкора. Однако буквально через несколько минут еще одно попадание в носовую часть повредило вентиляционную систему возвышенной носовой башни, которая после каждого залпа наполнялась дымом и орудийными газами из открываемого затвора.

Этими удачными попаданиями во многом определился итог боя, общий результат которого хотя и не вызывал сомнений, но как бы предполагал получение более или менее серьезных повреждений английским линкором. Находившийся в начале боя на практически прямом угле по отношению к линии огня Шарнхорст на дистанции 5-6 миль, Дюк оф Йорк подвергался некоторой опасности. Теоретически 283-мм орудия могли пробивать на таком расстоянии крупповскую броню среднего качества в 14-15 дюймов. С учетом повышенной сопротивляемости плит британского производства могло иметь место разве лишь пробитие бортового пояса в районе ЭУ, да и то только с некоторой вероятностью. Однако прямые попадания в надстройки и небронированные части корпуса и даже осколки могли вывести из строя радиоэлектронику (на Шарнхорст для этого оказалось достаточно снаряда гораздо менее крупного калибра). Последствия подобных повреждений весьма вероятно сказались бы на ходе сражения и даже на окончательной судьбе немецкого линкора.

Первоначально огонь Шарнхорст был весьма точен: несмотря на неожиданное появление на сцене нового врага, германский линкор открыл по нему стрельбу всего двумя минутами позже и добился накрытия третьим или четвертым залпом. Однако неприятность с носовыми башнями сделала дуэль настолько неравной, что Бей немедленно отвернул на север, рассчитывая оторваться от опасного противника. Сразу после поворота Дюк оф Йорк добился попадания в район кормовой башни Шарнхорст. Еще один снаряд разорвался в средней части корпуса, уничтожив осколками оба гидросамолета и выведя из строя прислугу нескольких зенитных установок. На севере немецкий корабль поджидало соединение Бернетта, состоящее теперь из Белфаста и Норфолк ( Шеффилд отстал и более не участвовал в бою). Попав под их огонь и обнаружив себя между двумя отрядами неприятеля, Бей вновь повернул, на сей раз прямо на восток, дав 30-узловый ход. Обе стороны ввели в дело вспомогательную артиллерию (133-мм у англичан и 150-мм у немцев). После 17-20 дистанция между линкорами начала постепенно возрастать, сначала до 70, а затем до 90 каб. Оба больших корабля шли параллельными курсами, Дюк оф Йорк слева и позади от Шарнхорст . Попадания в последний продолжались: около 17-30 прямым попаданием 14-дюймового снаряда была полностью уничтожена правая носовая 150-мм башня со всем персоналом, а спустя немного времени осколок заклинил левую носовую башню того же калибра.

Однако решающее попадание Шарнхорст получил на 70-й минуте боя. 356-мм бронебойный снаряд пробил легко бронированную (45 мм) верхнюю часть борта в середине корпуса, отразился от 80-мм нижней броневой палубы, и попал в узкую полоску уязвимой брони той же толщины, представлявшей собой гласис над отверстием дымохода КО N1. Суммарное препятствие соответствовало примерно 120-130 мм вертикальной брони, что пробивалось английским снарядом даже под довольно острым углом. Взрыв в котельном отделении оказался настолько сильным, что был принят за торпедное попадание. Перебитые паропроводы привели к резкому падению давления пара, и скорость упала до 8 уз. Осколки пробили обе обшивки двойного дна, и вода быстро заполнила котельное отделение. Правда, отличная организация борьбы за живучесть позволила вскоре дать 22-узловый ход, но Дюк оф Йорк решил свою задачу, не дав Шарнхорст уйти. Данное попадание также является исключительно счастливым для англичан, поскольку на тех углах и дистанциях, на которых шел бой, 14-дюймовые снаряды не имели других щелей , через которые могли поразить энергетическую установку исключительно сильно бронированного для средних и ближних дистанций германского линкора.

Шарнхорст все еще отвечал из кормовой башни ГК (иногда вводя в дело возвышенную носовую) и уцелевших 150-мм установок. До 18-00 он добился единственного за бой весьма незначительного успеха. Близкие разрывы нанесли осколочные повреждения по левому борту Дюк оф Йорк , а один из 283-мм снарядов пробил опору треногой передней мачты. Мизерность повреждений отчасти компенсировалась тем, что перебитой оказалась проводка к антенне артиллерийского радара типа 284 . Лейтенант Бейтс на ледяном ветру взобрался на мачту и срастил кабель, после чего стрельба главного калибра возобновилась. По странному совпадению в другую опору той же мачты попал 150-мм снаряд, разрушивший 1/3 сечения опоры. Эти попадания практически в одно и то же место оказались единственными за весь бой.

В 18-52 Дюк оф Йорк прекратил стрельбу. Из 52 выпущенных залпов 31 накрыл цель, причем британский линкор добился не менее 13 зарегистрированных прямых попаданий (на деле очевидно больше, скорее около 20). Британский линкор достиг примерно 3-4% попаданий. Его противник был практически полностью лишен артиллерии, хотя и сохранил ход около 20 уз., что свидетельствует о том, что полное пробитие всей броневой защиты Шарнхорст (борт 350 мм + скос палубы 105 мм) скорее всего не могло достигаться на дистанциях боя. Тем не менее, германский корабль оказался совершенно беззащитным перед торпедной атакой эсминцев, которые добились нескольких попаданий. В 19-45 Шарнхорст пошел ко дну. Хотя его потопление формально нельзя отнести только на счет Дюк оф Йорк , но фактически британский линкор сделал все, и в других обстоятельствах мог бы сблизиться на минимальную дистанцию и добить противника сам, просто в данном случае в этом не было необходимости. Эта победа многое говорит о высоких характеристиках как системы управления огнем, так и 14-дюймовых снарядов англичан.