Рано утром 27 мая отряд Тови вновь увеличил скорость. Условия предстоящего сражения в общем благоприятствовали англичанам. Шестибальный ветер, дувший с северо-востока и мешавший не имевшему управления "Бисмарку", сочетался с хорошей видимостью, не препятствующей своевременному обнаружению противника. Тови решил сблизиться с германским линкором с западного направления, используя преимущества утреннего освещения и хода волн. Кроме того, общее расположение сил не дало бы возможности "Бисмарку" использовать дымзавесу. Единственным недостатком западного направления было то, что стрельбе англичан мешал бы дым из собственных труб (что и наблюдалось на практике). Что касается тактики боя, то в 7 утра Тови передал сигналом на "Родни", что тот может маневрировать самостоятельно. Атака разделенными силами затруднила бы немцам ведение огня: им либо пришлось бы переносить его с одной цели на другую, либо разделить между обоими британскими линкорами.
В 8-20 линейные силы установили контакт со следившим за "Бисмарком" крейсером "Норфолк" и произвели окончательную коррекцию курса, а спустя 23 минуты немецкий линкор был замечен с "Родни" справа по носу на курсе 115 градусов и на дистанции около 12 миль. Он шел практически прямо на корабли Тови, которые двигались в разомкнутом строю (дистанция между линкорами 8 каб.). Через 4 минуты после обнаружения противника "Родни" открыл по нему огонь из двух передних башен с дистанции 11,5 миль, а спустя минуту к нему присоединился "Кинг Джордж V". Тови в принципе повторял ошибку Холланда, сближаясь на остром курсовом угле и стреляя 2/3 артиллерии. Но на этот раз удача оказалась не на стороне немцев. Хотя "Бисмарк", выбравший в качестве цели "Родни" и открывший по нему огонь в 8-49, накрыл свою цель вторым же залпом, причем один из снарядов лег всего в 20 м от борта, прямых попаданий не было. "Родни" немедленно предпринял индивидуальный маневр уклонения, и последующие залпы "Бисмарка" дали большой перелет, затем недолет и вновь несколько перелетов. Между тем огонь британских линкоров был достаточно точным: "Родни" накрыл "Бисмарка" третьим залпом, добившись одного попадания (в 8-50). Спустя 7 минут последовало еще одно, очень важное попадание. 16-дюймовый снаряд вывел из строя носовую башню немецкого корабля. Так уже спустя 10 минут после начала сражения "Бисмарк" оказался в очень тяжелом положении; его стрельба (из одной башни "В") стала неточной и медленной. Между тем дистанция быстро уменьшалась, и около 9-00 она составляла примерно 80 каб. В 9-03 "Кинг Джордж V" довернул вправо, вводя в дело кормовую башню, а вскоре за ним последовал и "Родни". Огневое преимущество англичан стало значительным. Примерно в то же время (в 9-02 или в 9-03) снаряд попал в возвышенную переднюю башню "Бисмарка". Броня была пробита; силой взрыва была выбита с места и выброшена за борт задняя плита башни. Почти одновременно другим попаданием был выведен из строя центральный пост управления огнем на передней мачте; этот же снаряд убил или ранил большинство офицеров штаба Лютьенса и командования корабля. Еще через 10 минут аналогичная судьба постигла носовой пост управления огнем, а спустя еще 6 минут - кормовой, в результате чего "Бисмарк" остался полностью без централизованной системы управления стрельбой. Около 9-15 оставшиеся 2 задние башни перенесли огонь на "Кинг Джордж V", однако флагман Тови находился под обстрелом всего 5 минут, после чего германский линкор вновь возобновил огонь по "Родни", стреляя из единственной кормовой башни "D".