該艦早在1930年代開始設計，原本計劃在英德海軍協定的限制內建造35,000噸級的戰列艦。但德國海軍司令埃裏希·雷德爾認爲35,000噸級的軍艦無法滿足德國的需要，因此開始祕密研究建造更大型的戰列艦。當法國新一代的敦刻爾克級戰列艦開始建造後，德國爲了同法國海軍抗衡，決定建造排水量40,000噸以上的超級戰列艦，當時的代號“G”。G號戰列艦在1936年7月1日在漢堡布洛姆·福斯造船廠安放龍骨，該艦隨後被命名爲俾斯麥號。其後在1939年2月14日下水、在1940年8月24日正式服役。首任艦長爲恩斯特·林德曼海軍上校。
服役時，俾斯麥號的標準排水量爲41,700噸，超過英德海軍協定規定的35,000噸。至於滿載排水量，俾斯麥號及其姊妹艦提爾皮茨號已經達到50,000噸。相較於其他的戰列艦，俾斯麥號因受基爾運河水深限制而顯得比較寬，使它可在波濤胸勇的北大西洋上穩定地航行，另外載油量較大亦令其可參與類似太平洋上的遠距離行動。主炮爲雙連裝8門47倍口徑380毫米/SKC34炮，其主炮射速很高，射速爲3發/分，這是同期戰列艦的最高水平;主炮塔採用前後對稱呈揹負式佈局，艦橋前後各佈置兩座，射程亦不低於納爾遜級的45倍口徑16英寸主炮，性能在當時很先進。主炮穿甲彈採用“高初速輕型彈”，在中近交戰距離擁有很好的威力，但遠距離著靶存速性能相應降低。其裝甲防護沿用“Incremental Armor Scheme”的設計模式(稱爲“全面防護”)，擁有同期戰列艦中的最大防護尺度，其主裝甲堡側壁覆蓋了70%的水線長度和56%的舷側高度，同時裝甲總重量達到同期戰列艦中的最大比重，佔標準排水量的41.85%。此外該艦在實現大防護尺度的同時，依賴大防護尺度提供的空間補償，將主水平裝甲安排在第三層甲板，讓其與主舷側裝甲同時重疊在彈道上，使艦體要害部位的防護也得到了很大強化，超越同期建造的其它戰列艦。它的TDS(魚雷防禦系統)設計爲抵禦250公斤TNT的水下爆破，實際上卻可以抵禦300公斤德國黑索金烈性炸藥(其威力爲TNT的1.58倍)，十分驚人。此外它的裝甲材料也很優秀，根據戰後美國弗吉尼亞海軍基地的測試，俾斯麥級的KCn/A裝甲抗彈性能大約是美國衣阿華級的ClassA裝甲的115-120%，而日本大和級的VH裝甲抗彈性能只有美國ClassA裝甲的84%(以測試樣品來說如此，但並不一定是所有產品)。堅固的焊接艦體和優質的裝甲保護，以及30.8節的航速，令俾斯麥號能有效地吸引及相當程度上應付任何敵軍戰列艦。其主炮的威力亦可輕易地摧毀遇到的敵方護航運輸隊。以上條件可使俾斯麥號突破並進入大西洋的廣闊水域，由德國油輪負責補給燃料，逗留在大西洋並攻擊敵方護航運輸隊而不被英國及美國的航空器、潛艇及軍艦發現。
“俾斯麥”號戰列艦，作爲第四艘以德國著名的鐵血宰相俾斯麥命名的軍艦，更是德國海軍的驕傲——標準排水量4。2萬噸， 航速30節，武備驚人，4座雙聯381毫米主炮，6座雙聯150毫米副炮，8座雙聯105毫米高炮，8座雙聯37毫米高炮，2座四聯20毫米高炮，2座單管20毫米高炮，2座四聯533毫米魚雷管，4架艦載水上飛機，艦員2000人，還裝有德國最新科技結晶“海上節拍”雷達、雷達告警儀、無線電測向儀等先 進的電子設備，並秉承德國軍艦一貫重視防護的傳統，舷側水線達330毫米厚的優質裝甲，主甲板裝甲也有100毫米厚。
俾斯麥號的第一次及唯一一次的任務，是於1941年5月18日實行的萊茵演習行動(Rheinübung)，伴隨的有重巡洋艦歐根親王號。德國另外的主力軍艦，包括兩艘沙恩霍斯特級戰列巡洋艦因機械故障或戰損而不能參加該行動;而俾斯麥號的姊妹艦提爾皮茨號還未完成海上測試。艦隊由剛瑟·呂特晏斯(Günther Lütjens)海軍上將指揮。德軍的目標包括：儘量襲擾盟軍的船舶以使英軍暫緩派出護航運輸隊，令雙方在地中海及北非的勢力暫時平均;轉移地中海的英國皇家海軍力量令隆美爾及其部隊由克里特島入侵利比亞的計劃風險減低。
英國海軍部早已懷疑德軍會突破大西洋，而俾斯麥號已經出發的消息亦被Ultra情報機關解密(破解恩尼格瑪密碼訊息)證實，並且瑞典巡洋艦哥得蘭號已發現了俾斯麥號的行蹤。在3日後，俾斯麥號於接近卑爾根的挪威格里姆斯塔峽灣(Grimstadfjorden)下錨時被噴火式偵察機發現並拍下了照片。皇家海軍的戰列艦及其他軍艦己作好部署，密切留意俾斯麥號進入大西洋時將會途經的各條航線。
德軍先取北航向，再取西北航向，成功平安無事地穿過挪威海，向格陵蘭方向前進，駛向冰島與格陵蘭之間的丹麥海峽，即大西洋入口。由於艦隊的航線距離北極圈很近，因此英國航空偵察沒有發現德國人。由於德國人的主要目標是運輸隊，呂特晏斯希望能在濃霧的幫助下悄悄地突入大西洋。
5月23日傍晚，德軍被配備有雷達的重巡洋艦薩福克號及諾福克號發現，當時兩艦正在丹麥海峽巡邏，期待德軍的突破。對方艦隻在短暫交火後，英軍巡洋艦自知不是對手，被迫釋放煙霧並退往德軍的射程範圍外，以雷達尾隨德軍。同時，俾斯麥號主炮射擊產生的巨大震動導致桅杆上的凝結冰脫落砸壞其雷達，迫使呂特晏斯命令歐根親王號行駛至艦隊前方，爲艦隊提供前方的雷達搜索。該決定在之後使英軍分不清德軍艦隻，因爲兩艘德艦自身的輪廓十分相似，艦身噴塗的僞裝也一樣。
5月24日，星期日，凌晨5時，德軍艦隊準備離開丹麥海峽，歐根親王號的聲納探測到在左舷處有2艘未判明艦隻。德艦立即做好了戰鬥準備。英國攔截艦隊包括剛完工的威爾士親王號戰列艦及胡德號戰列巡洋艦，由蘭斯洛特·霍蘭海軍中將指揮。英國編隊由胡德號打頭陣，威爾士親王號殿後。胡德號被視爲皇家海軍的驕傲，是當時世界上最大的戰列巡洋艦，但其弱點是水平裝甲相當薄弱。
霍蘭中將命令己方艦首對準德艦，以圖儘快縮短雙方距離。因爲他知道胡德號的甲板裝甲很薄弱，而假如炮戰中雙方距離超過10,000碼的話，敵方的炮彈就很可能會落到己方軍艦的甲板上，反之則會落到裝甲帶上。5時49分，霍蘭命令向德軍領頭艦——歐根親王號開火，因此英國人又誤將歐根親王號當成了俾斯麥號。胡德號在5時52分主炮搶先開火，威爾士親王號隨後也向歐根親王號開火。直到打了2輪齊射後，霍蘭才發現攻擊的目標是錯誤的，立刻命令將火力轉向俾斯麥號，但已浪費了很多時間，並造成了一些混亂。當時雙方距離大約爲12.5英里，即10.9海里左右。
5時55分，德國編隊開火還擊，集中火力攻擊胡德號。由於英艦的錯誤判斷，所以一開始炮擊時並未命中德艦，反觀德艦就沒有犯這種錯誤，所以炮彈不斷準確地向英艦射去。儘管霍蘭擁有比德艦更強大的火力，但戰場形勢對呂特晏斯有利——由於英國戰艦艦首正對德艦，胡德號和威爾士親王號分別只能使用四門和六門前主炮，而德國軍艦卻能使用全部火力向英國人還擊。此時俾斯麥號發射第三次齊射，命中胡德號中部，造成救生艇甲板產生火災，並迅速蔓延。霍蘭中將此時意識到己方處於不利地位，於是命令左舵二十度，以發揮全部火力。6時整，胡德號剛完成轉向，俾斯麥號進行第五次齊射，一發(一說2發)炮彈貫穿了胡德號的薄弱的甲板裝甲，引爆了主彈藥庫。胡德號瞬間折成兩半，迅速沉入海中，包括霍蘭中將在內的1418名官兵陣亡，僅有3人獲救。德艦立刻將炮火指向威爾士親王號。該艦艦橋遭一發15英寸炮彈擊中，除艦長與一信號兵外所有艦橋人員陣亡。另外各處遭4發15英寸炮彈及4發8英寸炮彈擊中，艦體受重創，數門主炮因故障與戰損而無法發射，在重傷之下失去戰鬥力，被迫退出戰鬥。
德國人也爲勝利付出了一些代價。俾斯麥艦中彈三發，二號燃料槽受損破裂，泄漏出大量重油，航速降低至28節。但其損傷相較於英國人的慘重損失實在微不足道。在這場戰鬥中俾斯麥號技術上的優勢非常明顯，以至於在不到10分鐘內便擊沉了皇家海軍最引以爲傲的軍艦之一。
英國人很快確定了俾斯麥號的位置，並集結了大量的軍艦前來圍擊，包括約翰·托維上將指揮的本土艦隊及詹姆斯·索默維爾中將指揮的地中海H艦隊。5月24日，俾斯麥號遭到從勝利號航空母艦上起飛的劍魚式魚雷機的攻擊，被命中1枚魚雷，但僅造成了輕微的損傷。隨後歐根親王號繼續前進，進入大西洋，俾斯麥號則轉向前往法國聖納澤爾以修理損傷。其後英國人差點失去了同俾斯麥號的接觸。但在5月26日，俾斯麥號再遭皇家方舟號航空母艦的飛機空襲，被命中3枚魚雷，其中1枚擊中艦尾，沉重的結構受到損壞後向下壓迫到舵機，導致俾斯麥號的舵角卡死在15度。這使俾斯麥號已無法迴避英國艦隊的攻擊，速度再度降低，而且很難控制航向。
5月27日晨，英軍的主力追擊艦隊趕到，包括英王喬治五世號與羅德尼號戰列艦，於八點左右進入射程，兩艦迅速接近，並用其16英寸及14英寸主炮轟擊俾斯麥號。俾斯麥號由於舵機失靈，航向不定，還擊效果不佳。俾斯麥號被最少數十枚，甚至上百枚大口徑穿甲彈以及數百枚小口徑炮彈擊中，加上至少1枚魚雷。最後的一枚16英寸炮彈是在極近的距離發射的(大約3,000碼)。但直到10時25分俾斯麥號仍然沒有沉沒，甚至引擎尚在運轉。在沒有希望的情況下，德國人開始準備自行炸沉軍艦以避免被俘獲。英國多塞特郡號重巡洋艦隨後在近距離發射了3枚魚雷，全部命中。10時39分，俾斯麥號終於沉沒於佈雷斯特以西400海里水域。前後，皇家海軍派遣了大量軍艦前往攔截俾斯麥號，包括多達8艘戰列艦及戰列巡洋艦，和2艘航空母艦，即皇家海軍約半數的力量，才最終將俾斯麥號擊沉。英軍指揮官托維上將在戰鬥後說：“就像一戰時的德意志帝國海軍一樣，俾斯麥號進行了一次最勇敢的戰鬥，抵抗着數倍於己的敵人，以至於在她沉沒時她的旗幟還在飛揚。”
“羅德尼”號竟然在距離“俾斯麥”號僅僅3600米處來回穿行，九門主炮連連齊射彈如雨下，“俾斯麥”號上層建築烈焰翻滾，濃煙四起，面目全非，船艙內蒸汽管道被炸斷，氣霧瀰漫，海水大量涌入艙室，艦體開始急劇左傾。曾幾何時不可一世的“俾斯麥”號上如今已是血流成河，甲板上到處在爆炸燃燒，到處是屍體，主炮已全部被摧毀，只有個別副炮還在頑抗。十時許，“俾斯麥”號開始下沉，“英國王喬治五世”號和“羅德尼”號毫不手軟，兇猛的炮火繼續傾瀉。十時十五分，德艦所有炮火全被打啞，只能聽任英軍宰割。托維見德艦沉沒已是時間問題，而“英國王喬治五世”號和“羅德尼”號燃料消耗即將盡，便命令“多塞特郡”號巡洋艦和“毛利人”號驅逐艦留下來實施最後一擊，其他軍艦開始返航。十時三十分，“多塞特郡”號駛至“俾斯麥”號右舷，在近距離上連射兩條魚雷全部命中。然後一邊開炮一邊繞到德艦左舷再發射一條魚雷，“俾斯麥”號甲板上數百名水兵不等艦長下令就紛紛跳海逃生。十時三十六分，“俾斯麥”號永遠地沉入了大西洋，海面上數百名水兵掙扎待救，出於人道主義，“多塞特郡”號丟下繩索，救起大約80名德軍水兵，“毛利人”號也救起來25人，但救生工作剛剛開始，就發現德軍潛艇，“多塞特郡”號和“毛利人”號立即終止救援撤離現場。海中掙扎的數百名德軍水兵最後只有5人後被德國氣象船“薩克森沃爾德”號和一艘潛艇救起。“俾斯麥”號的編制人員多達2000人，倖存者總共只有113人，盧金斯和林德曼都未在其中。
英軍根據破譯的德軍密碼，對“萊茵演習”中預先出海的補給艦和油船展開圍捕，至6月23日，2艘補給艦和5艘油船五沉兩俘，無一倖免，至此宣告了“萊茵演習”計劃徹底破產，也宣告了德軍使用大型水面艦只破壞大西洋航線的結束，自此後，德國海軍的水面艦艇再無大的作爲。
在圍殲“俾斯麥”號的作戰中，電子戰已初露端倪，盧金斯5月25日發出的長篇電報，無疑是最大失誤，如果英軍不是依靠此次電報定位，測出德艦基本方位，要想憑軍艦、飛機的搜索，在不知道目標範圍的情況下，絕對是大海撈針一般的困難!對“俾斯麥”號造成致命打擊的“箭魚”式飛機魚雷攻擊，也是在軍艦無線電引導下才取得成功的，而“俾斯麥”號巧妙擺脫英軍巡洋艦跟蹤的，更是電子戰中的神來之筆!由此可見，制電磁權在六十年前戰爭中已發揮了重要作用，更不用說今天的現代化戰爭了。
而飛機在此次作戰中所表現出的作用，更是充分說明制空權對與制海權的巨大影響。英軍22日首先發現德艦離開卑爾根的是飛機，26日在搜索毫無收效的情況下發現德艦蹤跡的又是飛機，而給予德艦致命損傷的，最終導致其沉沒的還是飛機!可以說，在整個海上圍殲戰中，每到關鍵時刻，總是飛機發揮了決定性的作用。反觀德軍，因爲沒有遠洋航空力量，威風八面的“俾斯麥”號在沒有空中掩護的情況下成爲英軍的刀俎。
最重要的原因還是燃料問題，即使德軍出現上述漏着，如果“俾斯麥”號燃料充足，絕對可以憑藉其高速航行，在英軍主力艦隊到來之前，進入岸基飛機保護圈。仔細算一算，“俾斯麥”號燃油裝載量爲8000噸，可以供軍艦以最高航速航行八天，由於疏忽沒有在挪威卑爾根停泊時補充燃料，出丹麥海峽時又沒有按計劃進行海上加油，此時已消耗了2000噸，加上後來被“威爾士親王”號擊中艦首燃料艙，又白白損失了1000噸燃料。再經過三天兩夜的高速航行，燃料所剩無幾。在最後階段“俾斯麥”號一直不敢開到28節以上的高速，其根本原因就在於沒有足夠燃料!否則早在26日下午就能進入德軍岸基飛機作戰半徑之內了，那樣的話，勝負就很難說了。盧金斯對於海軍戰術確實精通，但對於後勤，想來是輕視的，在挪威卑爾根和丹麥海峽兩次放棄補給之時，就已經埋下了“俾斯麥”號被擊沉的伏筆!
