История операции подробно описана в ряде книг о Второй мировой войне, поэтому остановимся лишь на участии в ней "Принца Ойгена". Выход соединения вечером 11 февраля остался незамеченным для британской авиации и патрульных подводных лодок. Погода благоприятствовала немцам: низкая облачность, сильный 6-балльный ветер и дождевые шквалы. До полудня следующего дня плавание протекало исключительно спокойно. В 12.10 на широте Дувра крейсер и находившиеся с левого борта корабли эскорта попали под огонь тяжелых батарей. Британская стрельба в плохих погодных условиях оказалась неточной: ни один снаряд не попал в цель. Атака торпедных катеров около 13.20 была отбита эсминцами, а немного раньше огонь открыл и «Ойген». Его целью стали британские торпедоносцы «Суордфиш» 825-й эскадрильи ВМФ Великобритании. По донесениям с крейсера, 3 из 4 атаковавших торпедоносцев были сбиты зенитным огнем его 105-мм пушек, хотя более чем сомнительно, что для этого хватило 47 израсходованных «Ойгеном» снарядов. Стрельбу по «Суордфишам» вели многие корабли, и так или иначе, но атака была легко отбита. Спустя час с лишним, в 13.52, вновь отличились зенитчики «Принца», сбившие двухмоторный бомбардировщик. Около 2 часов дня видимость окончательно испортилась. Спустя 30 минут «Шарнхорст» подорвался на мине, и во главе колонны оказались «Гнейзенау» и шедший ему в кильватер "Принц Ойген". В 16.40 (по германскому времени) в носовом секторе слева по борту были обнаружены 6 британских эсминцев. Бринкманн приказал дать полный ход и открыть огонь главным калибром. Британские снаряды накрыли «Ойген», но ни один из них не попал в цель. Англичане атаковали торпедами с предельной дистанции. «Ойген» первыми же залпами накрыл головной корабль противника, но ветер сносил дым от орудий прямо на главный КДП на верхушке башенноподобной надстройки, и управление огнем пришлось перевести на носовой пост. Поскольку выпуск торпед немцам удалось заметить, их корабли резко отвернули, увеличив дистанцию и избавив британские эсминцы от крупных неприятностей. Все же «Уорчестер» получил попадание тяжелым снарядом и с трудом ушел, прикрываемый остальными. Бой продолжался всего 11 минут: в 15.56 огонь был прекращен. Тяжелый крейсер выпустил за это время 108 203-мм снарядов, добившись, по немецким данным, двух попаданий. Весь вечер 12 февраля продолжались воздушные атаки на германские корабли, в ходе которых на долю «Ойгена» пришлось немало пулевых пробоин от огня бортового оружия; несколько его моряков были ранены и 1 убит. Вновь «Ойген» потерял свои линкоры, и Бринкман принял решение следовать далее самостоятельно полным ходом. От большой скорости, достигавшей на последнем этапе перехода 31 узла, большие волны заливали полубак настолько сильно, что пришлось отправить под прикрытие расчет находившегося на нем «фирлинга», иначе люди рисковали быть смытыми за борт. Но в итоге рискованная операция закончилась успешно для тяжелого крейсера, который прибыл в Брюнсбюттель в устье Эльбы около 08.30 утра 13 февраля практически неповрежденным.
Однако поход для него на этом не закончился. Сразу же по прибытии Бринкманн получил приказ следовать в Норвегию. К 19 февраля корабль принял боезапас, топливо и сдал на берег свои гидросамолеты. Вместо них на борт прибыли 250 отпускников, возвращавшихся в свои части, и рано утром 20 февраля «Принц» в компании с "карманным линкором" "Адмирал Шеер" вышел на север в сопровождении эсминцев «Байтцен», "Якоби", «Шёманн» и Z-25. На «Ойгене» держал флаг командир группы вице-адмирал Цилиакс. Вскоре после выхода служба радиоразведки расшифровала сообщение противника об обнаружении соединения, и в 14.30 командование группы «Север» приказало прервать поход и вернуться в Германию. Однако Цилиакс дождался отмены приказа, и спустя 3 часа вновь взял курс на север. Утром 22 февраля отряд вошел во внутренние воды Норвегии, проход по которым осуществлялся под руководством лоцманов. Хотя 2 английских самолета обнаружили немецкое соединение, поход в дальнейшем протекал беспрепятственно, и вскоре после полудня немцы оказались в Гримстад-фиорде, откуда год назад «Ойген» вышел в роковую операцию «Рейнюбунг». Но теперь и эти воды были опасными, и германские корабли сразу же продолжили путь к северу. Но там их ждали. А между тем эскорт сократился наполовину: «Байтцену» и «Якоби» пришлось повернуть назад из-за повреждений, полученных от сильных волн.
Подходы к Тронхейму все время патрулировались британскими подводными лодками; на данный момент в таком патруле находилась «Трайдент». Утром 23 февраля лодка стояла без хода в 19 милях от входа во фиорд, когда в неясной дымке с нее заметили приближающийся отряд. Командир, капитан-лейтенант Слейден, приказал сблизиться с головным кораблем, который он опознал как "карманный линкор". Немцы вели себя в этих опасных водах довольно нахально, двигаясь 20-узловой скоростью без противоторпедного зигзага. Довольно совершенные гидрофоны не обнаружили лодку, идущую малым ходом на поверхности. Но «Принцу» опять повезло: из-за неправильно понятого приказа торпедисты выпустили только 3 из 7 торпед, когда лодка стала погружаться. Однако даже «усеченный» залп дал свои плоды.
В 07.02 гидроакустики «Ойгена» услышали взрыв первой торпеды (очевидно, от удара о скалы), но не придали ему должного значения. Спустя 3 минуты вторая торпеда поразила крейсер. От сильного удара остановились все турбины; предохранительные клапаны на котлах были сорваны, и пар со страшным шумом начал стравливаться в воздух. Из-за этого шума нельзя было услышать ни слова ни на мостике, ни в машинном отделении, и в течение пары неприятных минут управление кораблем оказалось полностью потерянным.
Торпеда попала в кормовой отсек на расстоянии 11 м от среза кормы, почти полностью оторвав ее и свернув вниз под углом 45°. 11 человек, преимущественно отпускников из района Тронхейма, погибло, а еще 25 было ранено. Рулевое устройство полностью вышло из строя, а руль остался заклиненным под углом 10 градусов на левый борт. Но «Ойген» оказался везучим кораблем — винты уцелели, хотя помещение центрального валопровода было затоплено. Постепенно удалось ввести в действие сначала обе бортовые турбины, а после осушения коридора гребного вала — и среднюю. Котлы и вспомогательные механизмы повреждены не были. Бринкманн с трудом развернул корабль при помощи турбин и 10-узловой скоростью двинулся в Тронхейм. Для уменьшения крена на корму команда занялась трудной работой: перегрузкой боезапаса кормовых башен в носовые погреба. Времени на это оказалось достаточно; только вечером того же дня «Ойген» бросил якорь в глубине Тронхейм-фиорда.
После первой оценки повреждений инженеры решили, что ремонт можно будет произвести на месте. В Тронхейм из Киля прибыл один из ведущих корабельных специалистов (фактически он был главным конструктором германского флота), инженер с ученой степенью доктор Штробуш. Под его руководством персонал ремонтного судна «Хуаскаран» начал ремонт, который оказался значительно более трудным и продолжительным, чем это следовало из первоначальной оценки. Выяснилось, что помимо повреждений и затоплений в кормовой части, корпус имел разрывы в носу (в районе 168-го шпангоута), на расстоянии всего 20 м от форштевня, а средняя часть наружного слоя днища дала течь во многих местах. 11 апреля крейсер прошел пробные испытания, пока без руля. Корабль развил 21 узел и мог управляться турбинами, хотя и с некоторыми затруднениями. 21 апреля судно снабжения «Карнтен» доставило из Киля временный руль, который к 9 мая установили на место. Теперь «Ойген» мог направиться домой для окончательного ремонта. Его скорость с временным рулем не превышала 29 узлов, хотя инженеры считали, что в экстренном случае крейсер может дать и все 31. Что более важно, диаметр циркуляции увеличился вдвое, значительно ухудшив маневренные качества. Командование серьезно беспокоилось о судьбе «Ойгена» и предполагало использовать для прикрытия его перехода однотипный «Хиппер», также находившийся в Тронхейме, для чего оба корабля должны были получить совершенно одинаковый камуфляж. Тем не менее, «Принц» 16 мая вышел из порта без своего «напарника», сопровождаемый эсминцами «Якоби», Z-25 и миноносцами Т-11 и Т-12. Переходу придавалось настолько важное значение, что его оформили в виде отдельной операции «Цауберфлютте» ("Волшебная флейта").