Утром 25-го военно-морская группа «Норд» доложила, что из-за сильного ветра самолеты-разведчики не могут подняться в воздух, а эсминцы едва ли сумеют выйти в море, и рекомендовала отменить вылазку. Однако штаб ВМФ рассудил, что в эскорте нет тяжелых кораблей, поэтому велика вероятность застать конвой врасплох, а критическая ситуация немецких войск в России дает право на риск, и решил, что операцию отменить нельзя. Если эсминцы не смогут принять в ней участие, то «Шарнхорст» выйдет в море один. В 19.00 вечера накануне Рождества «Шарнхорст» и эсминцы покинули Альта-фьорд.
В 7.30 26-го капитан «Шарнхорста» контр-адмирал Эрих Бей отправил эсминцы в разведку, чтобы обнаружить конвой. Через полтора часа 3 крейсера эскорта засекли «Шарнхорст» с помощью радара, сократили расстояние с ним и открыли стрельбу. Не отвечая на огонь, линкор сменил курс и вскоре исчез с экрана радара. На помощь крейсерам прибыли 4 эсминца из 14, составлявших конвой; но важнее всего было то, что в 200 километрах к юго-западу находились линкор «Дюк оф Йорк», крейсер и 4 эсминца. Услышав сигнал тревоги, они прибавили скорость. О присутствии «Дюк оф Йорк» немцы не знали.
Через некоторое время радары крейсеров вновь нашли противника и выпустили несколько залпов, после чего немного пострадавший «Шарнхорст» вновь вышел из боя. В 14.18 адмирал Бей приказал эсминцам (которые так и не сумели обнаружить торговые суда) вернуться на базу. Видимо, сам он рассчитывал сделать то же самое.
Тем временем крейсеры вновь восстановили радарный контакт, хотя визуального контакта не было. «Дюк оф Йорк», получавший от крейсеров частые сообщения, быстро приближался. В 16.17 он оказался в зоне действия радара и в 16.50 застал «Шарнхорст» врасплох первым залпом из 14-дюймовых орудий. «Шарнхорст», уступавший противнику как численно, так и по огневой мощи, но имевший скорость 31 узел, которая превосходила скорость не только британского линкора, но и крейсеров, сменил курс и попытался отступить. Артиллерийская дуэль продолжалась больше часа, и казалось, что линкор сможет уйти, но в 18.19 он доложил, что получил пробоину от снаряда, направленного радаром с расстояния 16 с лишним километров. После этого скорость «Шарнхорста» начала снижаться. В 18.25 контр-адмирал Эрих Бей передал по радио свое последнее послание: «Сообщите фюреру: мы будем сражаться до последнего снаряда».
Прошел еще час. После 77-го залпа «Дюк оф Йорк» прекратил огонь и послал два крейсера и эсминцы для проведения торпедной атаки. Совместными усилиями они выпустили 55 торпед, после чего «Шарнхорст» застыл на месте и окутался тучей густого дыма. В 19.45 линкор взорвался и затонул. Из почти 2000 членов экипажа спаслось только 36 моряков.