Механики на авианосце отчаянно пытались подготовить самолеты к взлету. В этот момент на «Глориесе» находились 6 «Суордфишей» и 8 «Си Гладиаторов», не считая самолетов Королевских ВВС. Немецкие линейные крейсера «Шарнхорст» и «Гнейзенау», используя радар для управления стрельбой, в 16.30 открыли огонь с расстояния 28000 ярдов. Немецкие корабли могли дать 27 узлов. Они были вооружены 9 – 280-мм орудиями. 120-мм орудия «Глориеса» и сопровождавших его эсминцев «Акаста» и «Ардент» на такой дистанции были просто бесполезны.
Залп за залпом обрушивался на «Глориес». Авианосец так и не смог поднять ни одного самолета. В 17.20 был отдан приказ команде покинуть корабль. 2 маленьких эсминца отчаянно сражались, пытаясь прикрыть авианосец дымовыми завесами и атаковать немецкие корабли торпедами. Когда экипаж оставил «Глориес», «Ардент», получив несколько попаданий, взорвался и затонул. Спустя несколько минут «Глориес» перевернулся вверх килем и пошел на дно. Эсминец «Акаста» остался один под орудиями 2 немецких линейных крейсеров.
Корабль еще имел шансы спастись, но его экипаж не дрогнул и продолжил бой. Эсминец даже сумел попасть торпедой в «Шарнхорст». На линейном крейсере были выведены из строя 2 машинных отделения из 3. Однако в 18.20 эсминец «Акаста» тоже был потоплен.
После того как один из немецких кораблей получил тяжелые повреждения, командир эскадры приказал отходить. Гибель 3 английских кораблей спасла от уничтожения конвой, шедший немного севернее. Единственный матрос, спасшийся с «Акасты», был подобран немецкими кораблями, когда они повернули на юг. 38 человек с «Ардента» и «Глориеса», в том числе и командир эскадрильи Кросс, были подобраны 3 дня спустя норвежским судном. Немецкий гидросамолет спас еще 7 человек. Всего в этом бою погибли 1515 английских моряков и летчиков.
Первым же попаданием в «Глориес» была уничтожена радиостанция, поэтому авианосец успел послать только одно сообщение с маломощного вспомогательного передатчика, которое было принято английским тяжелым крейсером «Девоншир», находившимся примерно в 100 милях к западу. Однако на борту «Девоншира» находились король Норвегии и около 400 других пассажиров. Если бы он нарушил радиомолчание и передал радиограмму «Глориеса» дальше, то немецкие линейные крейсера могли броситься в погоню за ним. Адмирал, находившийся на «Девоншире», решил не нарушать радиомолчание, считая, что «Глориес» спасти все равно не удастся.
Командир «Глориеса» капитан 1 ранга Дж. Д’Ойли-Хьюз прославился в годы Первой Мировой войны, когда служил старшим помощником на подводной лодке Е-11. Но как командир авианосца он показал себя с наихудшей стороны, так как его корабль не находился в состоянии боевой готовности в районе боевых действий. Д’Ойли-Хьюз даже не счел нужным держать самолеты готовыми к немедленному взлету, хотя существовала вероятность встречи с кораблями противника. Грубейшей ошибкой был отказ от ведения воздушной разведки, несмотря на усталость пилотов. И окончательно погубила корабль глупая попытка экономить топливо, погасив несколько котлов.
Англия не могла позволить себе потерять 1500 обученных моряков, 3 ценных корабля и 36 самолетов в качестве платы за глупость одного человека.
Уничтожив «Глориес», немецкие линейные крейсера разделились. Поврежденный «Шарнхорст» нашел убежище в Тронхейме. Разведывательные самолеты Королевских ВВС обнаружили его, и «Арк Ройялу» было приказано атаковать «Шарнхорст». Немецкий корабль стоял на якоре в глубине фиорда в 50 милях от моря, следовательно, шансов на внезапную атаку было очень мало. Учитывая множество немецких аэродромов и зенитных батарей, окружавших фиорд, дневная атака стала бы настоящим самоубийством для торпедоносцев «Суордфиш». Поэтому в полночь 12/13 июня «Арк Ройял» поднял 15 истребителей-бомбардировщиков «Скуа», вооруженных 500-фн бомбами.
Даже ветераны-пилоты «Арк Ройяла» раньше не встречали такого плотного зенитного огня, как над этим фиордом. Вдобавок их уже ждали немецкие истребители, кружившие в чистом, прозрачном небе. 8 «Скуа» были сбиты или погибли при возвращении на авианосец. Лишь одна бомба попала в «Шарнхорст», однако и она не взорвалась.