莱茵演习行动是德国海军水面舰艇规模最大的一次的反护航船队行动，也是俾斯麦号战列舰参与的唯一一次的作战行动，从1941年5月18日俾斯麦号离开哥德哈芬港开始，到27日沉没于大西洋，中间只有10天的时间。导致俾斯麦号沉没的原因有很多，但其中一个因素也是影响很大的，那就是英国情报系统和侦察能力，正是因为这个因素，英国海军才能知晓俾斯麦号的行动，掌握俾斯麦号的行动轨迹。俾斯麦号在一开始便失去了行动的隐蔽性，致使英国海军集中力量对其围剿，所以我们就来看一下俾斯麦号的行动之初的故事。
俾斯麦号战列舰
早在1941年4月2日，德国海军司令部就开始讨论俾斯麦号战列舰的作战计划，最终决定俾斯麦号战列舰和欧根亲王号一起从德国出发，之后格纳森瑙号将从法国出发，届时双方将会在大西洋上会合。但是在4月4日，位于布雷斯特的格纳森瑙号遭到了英国空军的轰炸，一枚炸弹命中了格纳森瑙，但是没有爆炸。4月6日，英国空军的一架鱼雷机向格纳森瑙号投放了一枚鱼雷，造成了损伤。现在，两艘沙恩霍斯特级战列巡洋舰都无法参与莱茵演习，只剩下俾斯麦号和欧根亲王号。4月28日，俾斯麦号完成了行动前的补给工作。5月5日，希特勒视察了哥德哈芬港的俾斯麦号战列舰。
5月18日，这一天是莱茵演习行动开始的日期，舰队司令吕特晏斯将林德曼舰长和布林克曼舰长叫到了俾斯麦号上研究行动。为了行动的隐蔽性和保密性，只有很少一部分人知道莱茵演习行动。为了保证行动的隐蔽性，吕特晏斯决定欧根亲王先启航，俾斯麦号跟随欧根亲王号行动。
欧根亲王号重巡洋舰
21点18分，欧根亲王号从哥德哈芬启航，俾斯麦号则等到了第二天凌晨2点才出发。两艘战舰在波罗的海偏向德国海岸线航行，中午11点30分，两艘战舰在德国吕根岛北部会合，Z16和Z23在此加入舰队为俾斯麦号护航。之后，他们要沿丹麦海岸线航行，穿越大贝尔特海峡、卡特加特海峡和斯卡格拉克海峡。晚上22点半，德国舰队到达了费马恩岛附近，那里的Z10驱逐舰也加入护航。
1941年5月20日凌晨，德国舰队已经驶入了大贝尔特海峡，当时的能见度非常低，他们在早上到达了卡特加特海峡。在卡特加特海峡，他们的行踪暴露给了中立国瑞典，先是一架瑞典的侦察机发现了德国舰队，消息报告给了瑞典，然后在舰队即将驶入斯卡格拉克海峡时，正在训练的瑞典轻巡洋舰哥特兰号发现了德国舰队，并对其进行了一段时间的跟踪，之后消息被报告给了瑞典海军，其实德国舰队也发现了哥特兰号，不过因为当时瑞典是中立国，德国海军部不相信会把瑞典海军将这一消息告诉英国人，所以放松了警惕，但瑞典人转眼便将德国舰队的消息透露给了英国人。
瑞典哥特兰号轻巡洋舰
此外，英国的情报人员和挪威抵抗组织也发现了德国舰队。早在哥德哈芬港时，英国情报人员就发现了启航的俾斯麦号和欧根亲王号，当德国舰队行驶在挪威南部海域时，又被挪威抵抗组织的成员观测到。在电影《击沉俾斯麦号》中就有这样一个片段，一位英国情报人员在海岸发现了俾斯麦号和欧根亲王号，当他想秘密地将这一消息电报英国海军部时，被纳粹士兵发现并枪杀。
接下来，德国舰队的目标就是挪威的卑尔根，因为他们要在那里加油。5月21日，德国舰队截获了英国海军的信息，信息表明英国人正在寻找德国舰队，莱茵演习行动已经引起了英国人的注意。这一天，德国舰队到达了卑尔根，俾斯麦号停泊在格里姆斯塔德海峡，欧根亲王号停泊在卡万尼斯湾，开始补充燃油。下午1点15分，一架英国喷火式侦察机在卑尔根上空发现了俾斯麦号和欧根亲王号，飞行员从8000米高空拍下了俾斯麦号那张著名的照片，当然欧根亲王号也有份。英国海军在得到这个消息后，得知德国舰队就在卑尔根，他们已经猜到了德国舰队的目标就是大西洋的船队，莱茵演习行动已经暴露。
欧根亲王号重巡洋舰
俾斯麦号战列舰（有一些是照片倒过来的）
5月22日中午，吕特晏斯没有等俾斯麦号加满油，便立即和欧根亲王号会合，启航离开挪威。他们在离开卑尔根后开始向北航行，前往丹麦海峡，吕特晏斯将率领舰队从那里突破，三艘护航驱逐舰和他们分离。5月23日，德国舰队已经接近了丹麦海峡。
在德国舰队离开挪威的这段时间里，英国方面做了很多行动，包括对卑尔根港进行了空袭，但当时德国舰队已经离开挪威。英国本土舰队司令约翰·托维从斯卡帕湾调集了胡德号战列巡洋舰和威尔士亲王号战列舰赶往丹麦海峡拦截俾斯麦号，而丹麦海峡也早已安排了两艘巡洋舰搜索俾斯麦号的下落。英国海军对俾斯麦号行动的高度重视，证明莱茵演习行动的保密性和隐蔽性已经不存在了，并且英国人还掌握了德国舰队的大致路线，派遣了重兵进行拦截，现在就差找到德国舰队的准确位置了。
俾斯麦号战列舰
莱茵演习从英国人察觉到德国舰队的行动开始就很难继续实施下去，因为英国人会不惜一切保卫他们的海上交通线，这是英国海军一直以来的海军防御战略所决定的。德国舰队离开哥德哈芬后，没驶出北海便被瑞典人了解了行踪，之后又被挪威抵抗组织知道了行踪，接着又被英国侦察机拍下了在卑尔根的照片，导致英国海军了解了德国舰队的企图。这些原因虽然不是致命的，但是对莱茵演习的失败和俾斯麦号的沉没产生了重要的影响。