После недолгих колебаний Лемп решил атаковать цель торпедами из надводного положения. То ли он убедил себя, что нападение оправданно и не противоречит международному праву, то ли в лихорадке погони предпочел просто не думать об этом…
Время атаки и количество выпущенных торпед в литературе разнятся. По Фрейеру, Лемп атаковал «Атению» в 19:32 четырьмя торпедами, добившись одного попадания. Клэй Блэйр – автор одной из лучших работ по истории подводной войны – утверждает, что атака состоялась в 19:40, и были выпущены всего две торпеды (1 попадание), а уже потом – еще одна (промах)[7]. Фактом является лишь то, что в цель попала всего одна торпеда. Она поразила корму лайнера, который остановился и стал медленно крениться. Лен Дейтон («Вторая мировая: ошибки, промахи, потери») совершенно необоснованно утверждает, что затем он был обстрелян из орудия, фактически же за артобстрел подвергшиеся панике пассажиры приняли третью торпеду…
Через некоторое время подводная лодка подошла ближе к поврежденному судну. Тут уж Лемп четко рассмотрел его силуэт и по справочнику Ллойда уточнил, что атаковал пассажирский лайнер. Вероятно, это стало для него неприятным сюрпризом. Последние сомнения развеял радист, перехвативший сообщение «SOS, “Атения” торпедирована 56°42′ с.ш., 14°05′ в.д.». По свидетельству первого вахтенного офицера Ганса Хинша, Лемп тут же начал ругаться: «Какое свинство! Почему он шел с затемненными огнями?».
После попадания торпеды на борту лайнера возникла паника. Взрыв повредил трапы, и пассажиры туристического и третьего классов оказались в затруднительном положении. «Атения» была неплохо укомплектована спасательными средствами (26 шлюпок, 21 плотик, 18 спасательных кругов, 1417 спасательных жилетов), и экипаж под руководством капитана постарался быстро организовать спасение пассажиров. Капитан Кук и его офицеры оставались на мостике до конца.
Вахтенные «U30» наблюдали хаотический спектакль на борту гибнущего судна: давку на палубе, людей, прыгающих за борт, торопливый спуск шлюпок и сверкание фонарей, слышали ужасные крики женщин и детей. Однако никаких мер по оказанию помощи пострадавшим Лемп не предпринял. Возможно, он был занят собственными проблемами – поступил доклад, что одна торпеда не вышла из аппарата. Осознав ошибку, то ли из-за боязни быть отозванным из похода, то ли опасаясь радиоперехвата, он не сообщил командованию о произведенной атаке. Заявление Уильяма Ширера о якобы имевшемся приказе соблюдать радиомолчание выглядит сомнительным: командиры других лодок не стеснялись докладывать о своих успехах.