在確定逃亡後，整支英國艦隊已不惜燃油用最高速度逃竄，整體航速高達24節——這是大黃蜂號能達到的最快速度。
但24節還是太慢了，從第二波攻擊到第三波攻擊之間間隔的這段時間甚至艦隊都跑不了100公里，對飛機而已就是幾分鐘的事。
17:20，第二次出擊的德軍指揮官塞得里茨少將仔細觀察海面的敵軍陣型後，決心從左翼發起攻擊。
在此前德軍的進攻狂潮已癱瘓了大黃蜂號的起降能力，現在英軍已沒有一架防空戰鬥機，甚至在收到雷達告警後他也不向尼米茨索要防空戰鬥機——他認為這會暴露美軍艦隊的位置，而尼米茨此時壓根不知道德軍這麼快就抵達了。
現在所有德軍攻擊機都可放開手腳進攻，但謹慎的塞得里茨還是決定一層層往裡推進——已經是大勝的日子，小夥子們能多保一個是一個：
17:21，第一組攻擊開始，3架Ju-198呼嘯著投下炸彈，拖在最後，已身負重傷的利物浦號巡洋艦連續被4顆炸彈命中，開始緩緩下沉；
2分鐘後，塞得里茨指示對喬治五世號進攻，第2、3組俯衝攻擊就擊中了對方的後甲板，第4、5組攻擊又撕開了對手的水上飛機庫，整個上層建築中彈後開始起火，整艘軍艦成了一座烈火地獄，甲板上數百名死屍橫七豎八，連炮管也盡染血水，掛上了殘缺肢體，火苗從捲曲的鋼板中竄出來，整艘戰艦都被濃煙烈火籠罩著。不過，這只是場面難看，喬治五世核心艙並未遭到根本性破壞。
倖存的英軍官兵拚死還擊，能開火的40mm和20mm高射炮繼續開火，在其周圍的奧羅拉號（林仙級輕巡洋艦，即中國歷史上有名的重慶號）、俄里翁號（利安德級）拚命撲過來用防空火力試圖減輕喬治五世號的負擔。這種打法正中塞得里茨的下懷，他用第6-9組俯衝轟炸機順利擊沉了兩艘輕巡洋艦。
現在的喬治五世已是孤家寡人一個，該是魚雷機上場的時候了。
第1-4組雷擊機在1500米距離上向敵艦發射了12條魚雷，17:31，為規避魚雷，喬治五世號向右轉向，洶湧的波濤打上甲板，艦體傾斜，艦橋風擋玻璃已全被震碎，飛濺的玻璃劃傷了艦長的雙頰，他抹掉臉上血水，望著向空中翻卷升騰的濃煙和海面上十分明晰的魚雷軌跡，打開擴音器：「全體注意，穿救生衣！」
喬治五世號最終躲開了9條魚雷，其餘3條毫不留情地扎在其左舷之上，連同第一次就中的魚雷，左舷已被命中4條魚雷。面對進水越來越多，損管已完全無能為力的局面，艦長無奈宣布棄艦。17:39，這艘著名的戰列艦因進水過多而開始下沉。
現在大黃蜂號左翼除了幾艘驅逐艦，已沒有任何可以抵擋的大型軍艦，僅剩的幾艘巡洋艦試圖從右翼繞過去補位，但都被坎寧安阻止，他決心以旗艦為誘餌吸引更多火力，為同伴贏得逃生機會。
塞得里茨終於有機會對付近在咫尺的大黃蜂號，為儘快解決這艘掛著旗艦標識的埃塞克斯級航母，他一口氣派出5組15架雷擊機，還讓20餘架戰鬥機圍攻甲板，用機炮炮彈拚命向這艘航空母艦的防空火力掃射以掩護雷擊機，大黃蜂號死傷枕籍，但仍以持續的防空火力進行還擊。
17:46，在成功避開3條魚雷後，第4條魚雷撞上大黃蜂號尾部，破壞了關鍵的船舵，隨後艦舯前部又吃到一條魚雷，大量進水，整艘軍艦航行速度越來越慢。1分鐘，第三條魚雷撞中艦舯部，撕開巨大豁口，海水持續往裡灌入。
整艘軍艦隻能以7節的航速徘徊向前，由於舵機損壞，航線很不規則，先向東北，然後又轉向正北偏西。幾百名底倉的官兵爬上了傾斜、破損的主甲板，但更多人被破塊壓死的艙門、大火和海水堵在艦內，無法逃生。
「長官，軍艦不行了，我們撤退吧。」
「撤退？」坎寧安搖搖頭，「你們走吧，我走不動了，讓我留下來吧。」
「長官！」一個年輕參謀急得哭了起來，「我背您游出去，我游泳技術很好。」
「讓我留下吧，我這輩子最大的錯誤就是非洲那次不該苟且偷生地回來。你們還年輕，你們走吧。」坎寧安臉色平靜，神態決絕，「讓我留下來陪他們……」
17:49，塞得里茨再一次從大黃蜂號上近距離掠過，該艦整體傾斜已超過20度，高射火力也近乎不能使用，他看到一群又一群穿著救生服的水兵在往水裡跳，也看到還有幾十個人在艦橋附近簇擁在一塊，中間似乎還有人坐著輪椅，他在猜想這是誰——德國人並不知道坎寧安斷了腿。
一架戰鬥機呼嘯著撲下去，本想用機炮炮彈撕裂這批皇家海軍官兵，但看到對方几十個人手挽著手站得挺直，還用身體死死擋住輪椅上的長者，飛行員嘆了口氣，慢慢鬆開射擊按鈕上的手指，默默從頭頂掠過，為這群勇敢的皇家海軍官兵送行，在最接近甲板時，他彷彿還聽到歌聲：
「……
萬邦之中汝最為聖。
消滅獨裁，驅逐暴君是汝使命！
使命，使命，使命。
神聖的使命！
繁榮與汝同在。
偉大、自由與汝同行。
恐懼和嫉妒才是外族的心情。
統治吧，不列顛尼亞！
不列顛尼亞統轄海洋。
不列顛人永不為奴！」
17:52分，在悲壯的《統治吧！不列顛尼亞！》歌聲中（英國海軍軍歌），大黃蜂號整個猛然傾覆並倒扣在海面上，隨即緩緩下沉，皇家海軍上將安德魯·布朗·坎寧安在40餘名自願追隨的部屬陪伴下選擇與艦同沉！全艦3600餘名官兵最終倖存者不及600人。
落日的餘暉中，塞得里茨率領剩餘的攻擊機對約克公爵號展開圍攻，40餘架攻擊機上下翻飛，用雨點般的炸彈、魚雷朝這艘皇家海軍碩果僅存的主力艦攻擊，到處是炸彈爆炸的火光與魚雷擊中船舷激起的衝天水柱。
約克公爵在紐芬蘭戰役中被魚雷擊中過，傷勢不輕，本來預計要半年才能修復，最終因為軍艦數量短缺，在英美海軍工人三班倒的連續作業下，只用了3個月就告完成，但應急修復後的強度顯然與原始構造還存在一定差距，所以很快該艦就步履蹣跚、難以行動了。周圍陪伴的輕巡洋艦也在德軍炸彈和魚雷攻擊下死傷累累。
「我軍遭遇德軍龐大機群轟炸，即將全軍覆滅，皇家海軍萬歲！大不列顛萬歲！」一個參謀跌跌撞撞地衝進艦橋，將電報遞給了尼米茨，還沒開口說什麼，已「哇」地一聲哭了出來。
尼米茨接過電報粗粗瞄了幾眼，臉色大變，只感覺一陣天旋地轉，整個人都倒了下去，幾個參謀連忙扶住他。
「長官！長官！」富蘭克林號艦橋里一片大亂，雖然第二攻擊波後大家都知道接下來的戰事凶多吉少，全部戰鬥機甚至部分技術還可以的SBD飛行員都準備參與防空作戰，但令眾人萬萬沒想到的是，德軍第三攻擊波並未如預計般落在本方身上，反而盡數落在已傷痕纍纍的坎寧安艦隊身上。
拍發電報時的大黃蜂號其實還沒沉沒，只不過連續吃到魚雷而宣告棄艦，所以坎寧安才代表艦隊拍發了訣別電。
等尼米茨清醒過來，反覆讓電報室詢問敵情時，約克公爵號也已走到末路，全艦身中4條魚雷，進水9000餘噸，傾斜19度，左舷欄杆浸水，艦首下埋，以3節航速緩緩扭動，將艦上的殘塊破片，炸壞了的救生筏和一些準備逃生的艦員統統甩進大海。
幾百名皇家海軍官兵掙扎著拚命逃離燃燒的、隨波起伏的油跡並竭力避開軍艦下沉帶來的漩渦，18:07分，在一陣劇烈的搖晃後，約克公爵號艦尾上抬，將螺旋槳高高拱出了水面，隨著飛天殘骸和水幕落回海面的響聲，該艦沉入700多米的大洋深處，蠍子號和無比號兩艘驅逐艦艦總共救起400多名水兵。他們渾身沾滿油污，死死地抓著救生筏，正用毛骨聳然的聲調哼著「天佑吾王」……
18:24，塞得里茨率領龐大的機群返航，在今天最後一輪攻擊中，整支英國艦隊輕巡洋艦級別以上的軍艦乃至7艘驅逐艦被盡數擊沉，大英帝國還額外損失了2艘航母、2艘戰列艦，8艘輕巡洋艦，只有9艘驅逐艦得以倖存並救援官兵，全艦隊戰死者將近1.5萬人，而德軍的戰損只有區區14架飛機，戰損率8%。
經此一役，大英帝國除本土4艘未建成的主力艦外，再無一艘主力艦，現役總噸位（不包括自治領艦隊）甚至還不如阿根廷海軍規模大。
皇家海軍縱橫四海、威加宇內300餘年的歷史，最終斷送在其親手發明的航空母艦和艦載機上！