В ходе обстрела, продолжавшегося уже полтора часа, «Шарнхорст» получил серьезные повреждения. Его надстройки во многих местах изрешетили осколки или прямые попадания снарядов. То и дело на корабле вспыхивали пожары, иногда сопровождавшиеся взрывами. В этих тяжелых условиях экипаж, не теряя присутствия духа, продолжал работать. Так, пожар в ангаре, уничтоживший два гидросамолета, погасили за 10 минут, однако попытка запустить оставшийся самолет с катапульты оказалась безуспешной, поскольку были уничтожены запасы сжатого воздуха. Были полностью уничтожены или выведены из строя практически все артиллерийские установки и торпедный аппарат левого борта. Уцелевшая обслуга получила приказ укрыться и продолжать борьбу с пожарами. В 17.30 снаряды разорвались в обеих носовых 150-миллиметровых башнях: правая была полностью уничтожена, причем погибли все люди в башне и на подаче, а левую заклинило. Через 10 минут она тоже вышла из строя.
Несмотря на ураганный огонь, торпедный офицер бросился к торпеднму аппарату левого борта еще до того, как он был выведен из строя. Ему удалось развернуть аппарат и выпустить две торпеды, а третью заклинило в трубе. Этот офицер героически погиб. В полубак попал снаряд и разорвал цепь правого якоря, который с остатками цепи упал в море. Вскоре то же произошло и с носовым якорем.
Контр-адмирал Бей понял, что его окончательно загнали в угол, и в 18.24 отправил свою последнюю радиограмму Гитлеру: «Мы будем сражаться до последнего снаряда».
В 18.42 «Дюк оф Йорк» прекратил вести огонь. Его атака была довольно успешной — 13 прямых попаданий. На «Шарнхорсте» погибло большое количество людей и были выведены из строя практически все 150-миллиметровые орудия. Однако корабль все еще шел с высокой скоростью, и адмирал Фрэйзер, опасаясь, что противник ускользнет, приказал эсминцам начать торпедную атаку.
В связи с падением скорости «Шарнхорста» эсминцы типа «S» из Соединения 2 быстро приблизились к нему на 60 кабельтовых. Немецкий корабль был беззащитен перед их атаками, что позволило эсминцам подойти на дистанцию торпедного залпа. Около 18.50 «Сторд» и «Скорпион» на правой циркуляции выпустили по восемь торпед с дистанции 1650 и 1900 метров. «Шарнхорст» резко увернулся вправо, но три торпеды все же достигли цели. Своим поворотом корабль подставил борт эсминцам «Сэведж» и «Сомарец», и они сразу же этим воспользовались. Первый выпустил восемь торпед, а второй, сблизившись до 1600 метров, попал под беспорядочный огонь немногих уцелевших мелких орудий правого борта и одной башни главного калибра немецкого судна. Снаряды уничтожили на эсминце дальномер, борт и надстройки были повреждены осколками, скорость эсминца упала до 10 узлов. На корабле погибли офицер и 10 матросов, 11 человек получили ранения. Для расчета одного торпедного аппарата (второй был разбит) набрали новых людей. Выпустив четыре торпеды, «Сомарец» развернулся, спешно ставя дымовую завесу. Подожгли даже дымовой буй на корме, после чего команда решила, что эсминец горит, и затопила кормовые погреба.
Информация о торпедных повреждениях «Шарнхорста» довольно скудная. Одна торпеда взорвалась с правого борта, напротив башни «Бруно», заклинив в ней приводы горизонтальной и вертикальной наводки, а также главный входной люк, из-за чего люди не могли выбраться на палубу. Другой торпедой было уничтожено котельное отделение левого борта. Третья торпеда ударила в корму с левого борта, как раз в то место, где уже несколько отсеков были затоплены, и повредила гребной вал. Четвертая торпеда угодила с того же борта в нос. Кстати, все торпеды имели заряд 340 килограммов.
Скорость «Шарнхорста» снизилась до 12 узлов. Гибель немецкого рейдера была уже очевидной. «Шарнхорст» даже не мог достойно отвечать противнику: две его носовые башни заклинило, а на третьей не хватало снарядов.
Корпус «Шарнхорста» медленно заполнялся водой, скорость корабля упала до пяти узлов, и он почти не слушался руля. Фрэйзер дал приказ крейсерам выпустить по «Шарнхорсту» торпеды.