«Принс оф Уэлс» быстро изменил курс, чтобы не наткнуться на обломки «Худа», и продолжал борьбу, ставшую теперь неравной. Очень скоро он почувствовал силу огня «Бисмарка». За несколько минут он получил четыре попадания 15-дюймовых и трех 8-дюймовых снарядов, один из которых разрушил мостик, убив и ранив почти всех находившихся на нем. В то же время корабль получил пробоину в подводной части кормы. Командир корабля капитан 1 ранга Лич, один из немногих оставшихся в живых при взрыве на мостике, решил под прикрытием дымовой завесы выйти на время из боя и повернул корабль. Ему так же удалось нанести повреждения противнику. В подводную часть «Бисмарка» угодили два тяжелых снаряда, один из которых пробил топливную цистерну. Это вызвало серьезную и непрерывную утечку топлива, имевшую позднее важные последствия. По приказу командира «Бисмарк» продолжал идти на юго-запад, оставляя за кормой заметный нефтяной след.
У англичан командование перешло теперь к контрадмиралу Уэйк-Уокеру, находившемуся на крейсере «Норфолк». Ему предстояло решить, возобновлять ли немедленно сражение или идти следом за противником, пока не подоспеет главнокомандующий с линкором «Кинг Джордж V» и авианосцем «Викториес».
Решающим фактором было состояние линкора «Принс оф Уэлс». Этот корабль лишь недавно вступил в строй, прошло не больше недели с тех пор, как капитан 1 ранга Лич смог объявить его «боеспособным». Корабль тяжело пострадал, и два из его десяти 14-дюймовых орудий пришли в негодность. В таком состоянии он вряд ли мог тягаться с «Бисмарком». Поэтому адмирал Уэйк-Уокер решил не возобновлять боя, а держать врага под наблюдением. В этом он был, бесспорно, прав.
На «Бисмарке» поступили бы разумно, удовольствовавшись достигнутыми результатами, которые уже можно было считать блестящей победой: за несколько минут «Бисмарк» уничтожил один из лучших кораблей английского флота. Он мог спокойно вернуться в Германию. Кроме того, он был поврежден кораблем «Принс оф Уэлс» и терял много топлива. Мог ли он в таком случае выполнить свою задачу уничтожения торговых судов в Атлантическом океане? Ему предстояло или вернуться с победой на родину, сохранив за собой все возможности для дальнейших операций, или пойти на почти неизбежную гибель.
В 10 ч стало известно, что «Бисмарк» держит курс на юг.
Весь день 24 мая английские крейсера и «Принс оф Уэлс» продолжали идти за «Бисмарком» и его спутником. Адмирал Тови на корабле «Кинг Джордж V» был еще далеко, но сообщил, что надеется вступить в бой к 9 ч 25 мая.
Военно-морское министерство Великобритании вызвало все силы. «Роднею», находившемуся в 500 милях к юго-востоку, было приказано идти на сближение. «Рэмиллис» получил приказание покинуть свой, направлявшийся на родину караван, и занять позицию западнее кораблей противника. «Ривендж» из Галифакса также получил указание направиться к месту боевых действий.
Крейсеры были поставлены на страже, чтобы помешать немцам прорваться назад, на северо-восток, а соединение Соммервилла двигалось все это время на север от Гибралтара. Петля затягивалась туже, хотя надо было считаться с возможными на море случайностями.
Около 18 ч 40 мин 24 мая «Бисмарк» внезапно повернул навстречу своим преследователям, и произошла короткая схватка.
Этот маневр был совершен, чтобы прикрыть бегство «Принца Евгения», который на большой скорости направился на юг и, заправившись горючим в море, спустя 10 дней беспрепятственно достиг Бреста. Адмирал Тови послал авианосец «Викториес» вперед, чтобы предпринять воздушную атаку в надежде уменьшить скорость противника. «Викториес» был только недавно спущен на воду, и часть его личного состава еще не имела боевого опыта.
В 22 ч, прикрываемый четырьмя крейсерами, он выпустил девять своих самолетов-торпедоносцев «Суордфиш», которым предстояло покрыть расстояние 120 миль в условиях сильного встречного ветра, дождя и низкой облачности. Через два часа самолеты под командованием капитан-лейтенанта Эсмонда, направляемые радиостанцией «Норфолка», нашли «Бисмарк» и мужественно атаковали его, несмотря на сильный огонь зенитных орудий. Одна из выпущенных ими торпед угодила ниже мостика.
Казалось бы, все было готово к развязке на следующее утро, но снова Военно-морское министерство обманулось в своих надеждах. Вскоре после 3 ч 25 мая «Саффолк» неожиданно потерял «Бисмарк» из виду. Может быть, тот повернул на запад или направился назад, на северо-восток?
В Военно-морском министерстве все решительнее высказывали мнение, что «Бисмарк» идет к Бресту, но лишь в 6 ч оно окончательно подтвердилось. Тотчас последовал приказ всем кораблям взять южнее. Но за это время смятение и задержка англичан, вызванные потерей контакта, позволили «Бисмарку» проскользнуть через кордон и выиграть значительное расстояние. К 23 ч он уже был далеко к западу от английского флагманского корабля.