Примерно в то же время попадание получил «Бретань», а в 17.03 381-мм снаряд поразил «Прованс», который ожидал, пока «Дюнкерк» выйдет на фарватер, чтобы последовать за ним. В корме «Прованса» начался пожар и открылась большая течь. Пришлось приткнуть корабль к берегу носом на 9-метровой глубине. К 17.07 пожар охватил «Бретань» с носа до кормы, а спустя две минуты старый линкор начал опрокидываться и внезапно взорвался, унеся с собой жизни 977 членов экипажа. Остальных начали спасать с гидроавиатранспорта «Коммандант Тест», который чудом избежал попаданий за все время боя.
Выходящий на фарватер 12-узловым ходом «Дюнкерк» был поражен залпом из трех 381-мм снарядов. Первый попал в крышу башни № 2, сильно вдавив броню. Большая часть снаряда срикошетировала и упала на землю примерно в 2000 метрах от корабля. Кусок брони или часть снаряда ударила в зарядный лоток внутри правой «полубашни», воспламенив первые две четверти разгружаемых пороховых картузов. Вся прислуга правой погибла в дыму и пламени, но левая «полубашня» продолжала действовать — броневая перегородка изолировала повреждения.
Второй снаряд ударил рядом с 2-орудийной 130-мм башней правого борта, ближе к центру корабля, и пробил 115-мм бронепалубу. Снаряд серьезно повредил перегрузочное отделение башни, блокировав подачу боезапаса. Продолжая свое движение к центру корабля, он пробил две противоосколочные переборки и взорвался в отсеке кондиционеров и вентиляторов. Отсек был полностью уничтожен, почти весь персонал погиб. Тем временем в перегрузочном отделении правого борта загорелось несколько зарядных гильз и взорвалось несколько загружаемых в элеватор 130-мм снарядов. И здесь вся прислуга была убита. Взрыв также произошел у воздуховода в носовое машинное отделение. Горячие газы, пламя и густые клубы желтого дыма через броневую решетку в нижней бронепалубе проникли в отделение, где 20 человек погибли и только десяти удалось спастись, а все механизмы вышли из строя. Это попадание оказалось очень серьезным, так как привело к нарушению подачи электроэнергии, из-за чего вышла из строя система управления огнем. Неповрежденной носовой башне пришлось продолжать стрельбу под локальным управлением.
Третий снаряд упал в воду рядом с правым бортом чуть дальше в корму от второго, поднырнул под 225-мм броневой пояс и, пробив все конструкции, взорвался. Взрывом уничтожило нижнюю броневую палубу на всем протяжении этих отделений, броневой скос над топливной цистерной. Осколки снаряда вызвали пожар в правом котле, повредили клапаны трубопроводов и перебили главный паропровод между котлом и турбоагрегатом. Вырвавшийся перегретый пар с температурой 350 градусов нанес смертельные ожоги персоналу КО (котельного отделения), стоявшему на открытых местах.
На «Дюнкерке» после этих попаданий продолжали действовать внутренние валы, что давало скорость не более 20 узлов. Повреждение кабелей правого борта вызвало кратковременный перерыв в подаче электроэнергии в корму, пока не включили сеть левого борта. Пришлось перейти на ручное управлением рулем. С выходом из строя одной из главных подстанций были включены носовые аварийные дизель-генераторы. Зажглось аварийное освещение, башня № 1 продолжала вести довольно частый огонь по флагману «Худ».