3艘轻巡洋舰和9艘驱逐舰组成的小舰队向德军舰队全力冲刺，企图进行鱼雷攻击；斯特拉斯堡号与德军沙恩霍斯特号继续缠斗；其余3艘战列舰转向对敌。

在法军战列舰转向过程中，巴巴罗萨号，史里芬号，华伦斯坦号3艘德军战列舰集中火力猛轰克莱蒙梭号，勉强完成转向的克莱蒙梭号突然发生了大爆炸，法军舰队再遭重创。2艘法国战列舰对抗5艘德国战列舰，形势明朗。装甲较薄，武备较弱的敦刻尔克号极为不甘心的沉没了，斯特拉斯堡号在重创了沙恩霍斯特号之后转头助战，但没过多久也被德军战列舰击沉。

与法军重巡洋舰交手的3艘德军小型战列舰发挥了强大的威力，280毫米主炮让重巡洋舰黯然消魂，絮弗伦号和迪凯纳号被击沉，其余3艘均被重创。但德军也付出了相当的代价，舍尔号被法军鱼雷击沉，斯佩号被二十多发203毫米穿甲弹重创，3艘小型战列舰只剩下德意志号在用280毫米主炮挨个炮遭到重创的法军重巡洋舰。

德军粉碎了法国舰队的鱼雷攻击，3艘轻巡洋舰和9艘驱逐舰全部被击沉，德军战沉了2艘轻巡洋舰和3艘驱逐舰。最后的法军战列舰黎塞留号最终还是被轰沉了，它最后的反击重创了德军史里芬号。法军重巡洋舰图尔维尔号和福熙号被德意志号击沉，阿尔及利亚号的舰长不顾军法的风险擅自率舰脱离了战场。

战场的另一边，法军3艘轻巡洋舰和6艘驱逐舰被一扫而光，德军战沉了莱尔号轻巡洋舰和2艘驱逐舰，布拉克号轻巡洋舰和2艘驱逐舰重伤。

历时3小时37分钟的海战结束了，法军第一舰队基本上全军覆没，3艘战列舰，2艘战列巡洋舰，6艘重巡洋舰，9艘大型轻巡洋舰，24艘驱逐舰战沉，仅有1艘战列舰和1艘重巡洋舰重伤逃脱。德军战损了1艘战列舰，1艘小型战列舰，5艘轻巡洋舰，10艘驱逐舰，重伤2艘战列舰，1艘小型战列舰，3艘轻巡洋舰和5艘驱逐舰。

德国海军赢得了胜利，按照原计划，舰队应该高速撤退了，但众多的重伤战舰让德军无法割舍，克兰凯中将和林德曼中将一致认为需要为重伤战舰的安全返回提供充裕的时间。所以，还要再与敌军舰队进行海战，两支德军舰队并成一支，由克兰凯中将指挥，重伤战舰则由林德曼中将率领返回。

在接到加里森尼尔舰队败亡的消息后，原先分成两支舰队的法军第二舰队又合并成了一支。英国舰队第二天就能赶到了，法国人决定拖住德军舰队。

夜幕降临了，克兰凯中将决定阻止法军舰队的继续追击，方法很简单，掉转方向杀一个回马枪。19点15分，德军4艘战列舰和1艘小型战列舰排列好了炮击阵型，5艘重巡洋舰，6艘轻巡洋舰和20艘驱逐舰准备拦击法军雷击舰队，4艘轻巡洋舰和10艘驱逐舰在战列舰侧后提供护卫。

19点23分，法军前哨舰发现了德军舰队，13艘战列舰分成了两部分，3艘轻巡洋舰和23艘驱逐舰冲击德军舰队，11艘驱逐舰作为后备。

19点51分，德军战列舰率先开火，8点13分，第一队6艘法军战列舰也开火了，88门340毫米主炮和34门380毫米主炮的对决非常精彩，法军火力密集，但340毫米穿甲弹的威力和炮击指挥仪的性能较差，德军火力较弱，但380毫米穿甲弹足以击穿法军战列舰的主装甲带，射击指挥仪也是最新的型号，光学工业发达的德国拥有足够的能力。

法军格拉塞号战列舰被击沉，诺曼底号被重创，德军华伦斯坦号也遭到了相当程度的打击。正当法军逐渐被动的时候，第二队7艘法军战列舰赶到了，法军的气势大振。另一边的德意志号战列舰也挺着6门280毫米主炮参战了，德意志号的火力与装甲无法和真正的战列舰相提并论，在击沉了旧型战列舰巴黎号之后，在海洋号和法兰西号战列舰的夹击下，德意志号仅有的2座主炮炮塔很快被摧毁了，在科尔贝号也加入后，德意志号魂归大海。

德军4艘战列舰中，华伦斯坦号战沉，巴巴罗萨号重伤，只剩下俾斯麦号和提尔皮兹号还在坚持作战。法军的旧型战列舰损伤更大，洛林号和里尔号沉没，普罗旺斯号重伤。两军雷击舰队的决战也有了结果，法军3艘轻巡洋舰和23艘旧型驱逐舰全部战沉，德军塞得利茨号重巡洋舰，诺登号轻巡洋舰和3艘驱逐舰战沉，5艘驱逐舰遭到重创。

法军舰队的巨大损失让弗兰德尔中将下达了撤退的命令，他要为法国海军留下种子与希望。同样，损失惨重的德军也不希望再遭损失，克兰凯中将下令舰队返回本土。

14日早晨，英国舰队赶到了交战海域，可德军舰队却已经走远了，在侦察机发现了德军舰队后，3艘舰队航母上的132架战机倾巢而出，扑向德军舰队，这是在这个距离上英军唯一的打击手段。

德军24架ME109T战斗机全部出动，但132架英军战机确实是太多了，不仅海火战斗机性能优越，萤火虫战斗轰炸机也装备了4门20毫米机炮，德军飞行员使尽浑身懈数也无力回天。摆脱了德军战斗机的英军飞行员没有去攻击2艘硕大无比的俾斯麦级战列舰，而是将目标锁定为2艘齐柏林级航空母舰。

德军战舰的防空火力比法军强得多，英军战机被击落不少，1架梭鱼鱼雷轰炸机首开记录，投射的鱼雷命中了齐柏林号的左舷，2艘航母随即连连中弹。到攻击结束时，两舰总共被命中了12条730公斤鱼雷和26颗450公斤炸弹，如此强度的攻击就连战列舰都难以承受，何况是防御能力有限的航空母舰。德意志帝国海军的航空力量被摧毁了，剩余的42架JU87C俯冲轰炸机随同航母沉没于冰冷的北海海域。

德国舰队安全返回了本土，海战结束了，北海却再也无法平静。

此次海战，德军战沉战舰26艘，航空母舰，战列舰，小型战列舰各2艘，重巡洋舰1艘，轻巡洋舰6艘，驱逐舰13艘；重伤战舰17艘，战列舰3艘，小型战列舰1艘，轻巡洋舰3艘，驱逐舰10艘。德国主力舰队损伤大半，修理重伤战舰需要一两年的时间，这让仅仅损失了46架战机的英国海军兴奋不已。现在的德国海军只有2艘俾斯麦级战列舰和4艘希佩尔级重巡洋舰能让英国海军感受到威胁，可没有人相信遭到重创的德国海军仍有重返北海的勇气。

与兴高采烈的英国人不同，寄居在英国篱笆下的法国海军付出了巨大的代价，加里森尼尔中将和维莱特中将阵亡，6艘新型战列舰和新型战列巡洋舰5艘战沉1艘重伤，13艘旧型战列舰4艘战沉2艘重伤，7艘重巡洋舰6艘战沉1艘重伤，12艘轻巡洋舰全部战沉，还战沉了23艘旧型驱逐舰和24艘新型驱逐舰。可以说是法国海军用自己的牺牲换取了德国海军的重创。