После этого «Адмирал Хиппер» и 4 эсминца взяли курс на Тронхейм, чтобы пополнить свои запасы горючего и оказать поддержку боевой группе генерала Фойерштейна. Линкоры снова остались одни. Командующий получил от находившихся на борту радиоразведчиков сообщение о том, что английские авианосцы «Арк Ройал» и «Глориес» в светлое время суток крейсируют перед фьордами у Тромсё, а на ночь входят в них, чтобы на следующее утро все начать сначала, причем в светлое время суток на взлетно-посадочной палубе авианосцев постоянно взлетают и садятся самолеты. Немцы решили атаковать английские авианосцы, поскольку поиски корабля «Саутгемптон», очевидно, из-за ошибочного кодирования экипажем германского самолета-разведчика своего донесения, оказались бесплодными.
В 17 часов один из гардемаринов линкора «Шарнхорст», наблюдая за горизонтом по правому борту, заметил небольшой дымок. При сближении стало очевидно, что перед немцами находится авианосец противника, сопровождаемый 2 эсминцами. Теперь речь шла о том, чтобы зайти с наветренной стороны к авианосцу, не давая ему поднять в воздух самолеты, и, несмотря на его высокую скорость, достигавшую 31 узла, быстро сблизиться с ним на дистанцию выстрела. Еще 15 минут германские корабли продолжали идти прежним курсом на сближение с противником, чтобы давление пара в машинах стало достаточным для развития максимальной скорости. Затем они двинулись на перехват. Теперь, очевидно, англичане убедились, что имеют дело с немцами. Авианосец попытался передать в эфир радиодонесение, но ему помешали заранее подготовленные ложные сигналы, якобы идущие от английского адмиралтейства. Когда дистанция между кораблями уменьшилась до
27 километров, оба германских линкора приготовились к бою и открыли огонь из 280-мм башенных орудий по авианосцу, на котором шла спешная подготовка самолетов к взлету. Один из английских эсминцев подошел к германским кораблям на дистанцию 15 километров, попал под огонь артиллерии среднего калибра, несмотря на полученные повреждения, успел выпустить несколько торпед, от которых немцам удалось уклониться, и, в конце концов накренившись, затонул в холодных волнах Норвежского моря. Во время боя с английским эсминцем германские линкоры израсходовали большое количество снарядов, поскольку корабль противника менял курс, не позволяя пристреляться. Только когда германские линкоры, несмотря на большую дистанцию, перешли на беглый огонь, маневрирование эсминца оказалось неэффективным.
Между тем на палубе английского авианосца готовились к взлету 4 самолета, но ни один не успел подняться в воздух. После нескольких прямых попаданий «Глориес» развернулся по ветру и попытался выйти из боя. Уцелевший эсминец эскорта прикрыл его отход дымовой завесой. Авианосец почти не был виден германским артиллеристам, но для приборов управления огнем дым не помеха. Несколько снарядов снова попали в незадачливый авианосец: сквозь дымовую завесу было видно, как один из снарядов взорвался в средней части взлетно-посадочной палубы. 127-мм орудия авианосца замолчали, корабль сильно накренился и заметно снизил скорость хода.
Теперь немцы на время оставили в покое главный корабль противника и взяли на прицел последний эсминец, который, находясь впереди справа по курсу, выпустил веером серию торпед. На линкоре вовремя заметили опасность и начали противоторпедный маневр. Через 10 минут над кормовой частью линкора «Шарнхорст», находившегося в 4 тысячах метров от «Гнейзенау», поднялся огромный столб воды от взрыва, как ни странно, с неподбойного борта. Атака подводной лодки? Или линкор не сумел уклониться от выпущенных эсминцем торпед? Сегодня мы знаем, что это была именно торпеда с эсминца.
