Am 1. Juli 1936 wurde die Bismarck auf der heute nicht mehr existierenden Helling 9 bei Blohm & Voss in Hamburg auf Kiel gelegt. In den folgenden 31 Monaten wuchs der vollständige Rohbau des Rumpfes heran, sodass am 14. Februar 1939 termingerecht der Stapellauf erfolgen konnte. Bei den Stapellaufsfeierlichkeiten mit 60.000 Zuschauern war Adolf Hitler Ehrengast. Das haushaltsrechtlich als „Schlachtschiff F“ bezeichnete Schiff wurde von Dorothea von Loewenfeld, der Frau des Vizeadmirals Wilfried von Loewenfeld und Enkelin des früheren preußischen Ministerpräsidenten und deutschen Reichskanzlers Otto von Bismarck, auf den Namen Bismarck getauft.

Nach dem Ende der Feierlichkeiten wurde die Bismarck zu einem Ausrüstungspier der Werft verholt. In den folgenden Monaten wurde das Schiff weiter fertiggestellt. Wie schon bei den vorangegangenen Schlachtschiffen Gneisenau und Scharnhorst wurde der gerade Vordersteven durch einen Atlantikbug ersetzt und die Innenausstattung des Schiffes eingebaut. Die auf 18 Monate festgesetzte Ausrüstungsphase konnte trotz des deutschen Überfalls auf Polen und des damit begonnenen Zweiten Weltkriegs eingehalten werden. Im April 1940 trafen die ersten Besatzungsmitglieder bei der Bismarck ein und im Juni wurde das Schiff in ein Schwimmdock gebracht, um die Schiffsschrauben zu montieren. Zudem wurde das Schiff mit einem magnetischen Eigenschutz versehen.

Während der Indienststellungszeremonie am 24. August 1940 kollidierte das gerade vom Stapel laufende Passagierschiff Vaterland mit der Bismarck, allerdings ohne relevante Schäden zu verursachen. Am 15. September legte die Bismarck in Hamburg ab. In Brunsbüttel beteiligte sie sich erfolglos an der Abwehr eines britischen Luftangriffes und verlegte anschließend durch den Kaiser-Wilhelm-Kanal nach Kiel, wo sie am 17. September festmachte. Zehn Tage später legte sie Richtung Gotenhafen zu ihrer Seeerprobung in der Ostsee ab.

Am 9. Dezember machte die Bismarck wieder in Hamburg fest, wo Werftarbeiter von Blohm & Voss einige Restarbeiten durchführten. Am 24. Januar 1941 wurde die Bismarck für einsatzbereit erklärt. Damit hatte die Kriegsmarine ihr erstes wirklich vollwertiges Schlachtschiff erhalten. Da der Kaiser-Wilhelm-Kanal aber durch einen versenkten Erzfrachter vorübergehend blockiert war, war die Bismarck zunächst nicht in der Lage, auszulaufen.

Parallel entstanden auf dem Gelände von Blohm & Voss noch weitere Schiffe, darunter U 556. Der Kommandant dieses U-Bootes, Herbert Wohlfarth, bat Ernst Lindemann darum, dass die Bordkapelle der Bismarck für die Indienststellung seines U-Bootes spielen solle. Als Gegenleistung vereinbarte Wohlfarth mit Lindemann eine Patenschaft zwischen ihren Schiffen und erklärte vor „Neptun“, der Bismarck in jeder Lage beizustehen. Ironie des Schicksals war es, dass die Besatzung dieses U-Boots am Vorabend des letzten Gefechtes der Bismarck den Flugzeugträger Ark Royal erspähte, von dem kurz zuvor jene Torpedobomber gestartet waren, die das Ruder der Bismarck beschädigen sollten. Doch wegen Torpedomangels war das U-Boot nicht in der Lage, anzugreifen.[7] Später war es dieses U-Boot, das den Befehl erhielt, das Kriegstagebuch der Bismarck abzuholen; jedoch kam dieser Befehl erst nach dem Untergang des Schlachtschiffes an.

Am 6. März legte das Schlachtschiff zum letzten Mal in Hamburg ab und verlegte erneut nach Gotenhafen, um weiter Übungen durchzuführen.

Nachdem die Bismarck einsatzbereit war, entschied Großadmiral Erich Raeder, sie in den Atlantik zu entsenden. Sie sollte dort im Verband mit dem Schweren Kreuzer Prinz Eugen auch stark gesicherte Geleitzüge angreifen können.

Als die Prinz Eugen in Gotenhafen eintraf, konnte Operation Rheinübung beginnen. Nach der Reparatur eines Bordkranes der Bismarck legten die Bismarck und die Prinz Eugen am 18. Mai 1941 um 11:30 Uhr in Gotenhafen Richtung Bergen ab. Am Kap Arkona trafen sich beide Schiffe mit den Zerstörern Z 16 und Z 23. Im Fehmarnbelt kam noch die Z 10 hinzu.

Während der Fahrt zum Skagerrak wurde der Verband von mehreren Schiffen gesichtet, darunter die Gotland, die die Anwesenheit in das schwedische Hauptquartier weiterleiteten, wodurch letztlich auch die britische Admiralität davon erfuhr.

Während die Prinz Eugen und die Bismarck im Grimstadfjord ankerten, wo sich die Zerstörer wieder von ihnen trennten und Admiral Lütjens entschied, den Durchbruch in den Atlantik durch die Dänemarkstraße zu wagen, wurden sie von einer britischen Spitfire fotografiert – eine Aufnahme, die später weltbekannt wurde. Der britische Vizeadmiral Tovey ließ daraufhin den britischen Schlachtkreuzer Hood und das Schlachtschiff Prince of Wales auslaufen.

Am Abend des 23. Mai 1941 wurden die beiden deutschen Kriegsschiffe von den Schweren Kreuzern Suffolk und Norfolk gesichtet, letztere wurde dabei von der Bismarck unter Feuer genommen. Die britischen Schiffe ließen sich nicht auf einen ungleichen Kampf ein, drehten ab und versteckten sich in einer Nebelbank. Auf der Bismarck hatte die Druckwelle der schweren Artillerie das vordere Radar beschädigt, weshalb anschließend die Prinz Eugen die Verbandsführung übernahm. Am nächsten Morgen wurden gegen 5:29 Uhr die Hood und die Prince of Wales auf der Bismarck gesichtet, acht Minuten später sichteten die britischen Schiffe den deutschen Verband. Um 5:52 Uhr eröffnete die Hood das Feuer auf die den Verband anführende Prinz Eugen, von der man annahm, sie sei die Bismarck. Die Prince of Wales nahm das zweite Schiff, also in Wirklichkeit die Bismarck, unter Feuer. Ab 5:55 Uhr schossen die deutschen Schiffe zurück. Eine 38-cm-Granate aus der fünften Salve der Bismarck verursachte eine verheerende Explosion in einer Munitionskammer der Hood, drei Minuten später war das Schiff – einst der Stolz der britischen Flotte – gesunken. Nur drei Mann der insgesamt 1419 Besatzungsmitglieder überlebten. Die Prince of Wales erhielt ebenfalls mehrere schwere Treffer und drehte daraufhin ab.

Die Prinz Eugen hatte keinen, Bismarck drei, Hood vier und die Prince of Wales sieben Treffer erhalten.

Am Morgen des 27. Mai 1941 wurde die Bismarck um 7:53 Uhr von der Norfolk wiederentdeckt. Der Kampfverband von Vizeadmiral Tovey an Bord der King George V (abgekürzt „KGV“) sichtete die Bismarck gegen 8:45 Uhr. Um 8:47 Uhr eröffnete die Rodney das Feuer auf die Bismarck. Eine Minute später begann die Bismarck zurückzuschießen. Die KGV eröffnete das Feuer um 8:48 Uhr, die Norfolk erst gegen 8:54 Uhr. Einer der ersten Treffer der Rodney setzte den Hauptartillerieleitstand außer Gefecht. Um 9:02 Uhr fiel der Gefechtsturm „Bruno“ durch eine Granate der Rodney aus. Die Bismarck schoss derweil mit den Türmen „Cäsar“ und „Dora“ auf die britischen Schiffe und es gelang ihr, die Rodney leicht zu beschädigen. Um 9:15 Uhr setzte ein Treffer der KGV den letzten noch funktionierenden Leitstand außer Gefecht, das Feuer der Bismarck konnte dadurch nicht mehr zentral koordiniert werden. Um 9:21 Uhr kam es in Turm „Dora“ zu einem Rohrkrepierer, der den Geschützturm dauerhaft lahmlegte. Etwa zu diesem Zeitpunkt war endgültig klar, dass die Bismarck kampfunfähig und verloren war. Daraufhin gab der Erste Offizier der Bismarck, Fregattenkapitän Oels, den Befehl, die Bismarck selbstzuversenken. Er begab sich dazu persönlich in die einzelnen Maschinenräume, um den Befehl zu überbringen. Die Besatzung machte daraufhin unter der Führung des Zweiten Leitenden Ingenieurs, Kapitänleutnant (Ing.) Gerhard Junack, welcher den Untergang überlebte, mehrere Sprengsätze (Maßnahme V) klar, die mit neunminütiger Verzögerung die Seewasserkühlungsauslässe der Bismarck im Boden des Rumpfes zerstörten. Zusätzlich wurden alle wasserdichten Abteilungen entlang der Wellentunnel geöffnet, um dem eindringenden Wasser die Möglichkeit zu geben, das Schiff schnell zu fluten. Dies erklärt auch, warum die Bismarck über das Heck gesunken ist.

Turm „Anton“ fiel um 9:30 Uhr aus. Um 9:40 Uhr eröffnete die Dorsetshire das Feuer auf das Schiff. Die Bismarck stand zu diesem Zeitpunkt bereits vollkommen in Flammen, der Rumpf war aber noch nahezu unbeschädigt.

Um 10:15 Uhr befahl Admiral Tovey seinen Schiffen den Abbruch der Kämpfe, da die Schlachtschiffe aufgrund von Treibstoffmangel dringend in britische Gewässer zurückkehren mussten. Stattdessen sollte die Dorsetshire der Bismarck den Todesstoß versetzen. Es wurden noch drei Torpedos auf die Bismarck abgeschossen, die zu diesem Zeitpunkt schon mit dem Heck tief im Wasser lag.

Um 10:40 Uhr versank die Bismarck etwa 550 Seemeilen (etwa 1000 Kilometer) westlich von Brest bei den Koordinaten ♁48° 10′ N, 16° 12′ W in den Fluten. Sie hinterließ ein Trümmerfeld sowie mehrere hundert Überlebende. Die Dorsetshire und der Zerstörer HMS Maori begannen umgehend mit den Rettungsmaßnahmen und zogen zusammen 110 Männer aus dem Wasser. Die Rettungsarbeiten wurden abgebrochen, nachdem der Ausguck der Dorsetshire ein U-Boot gemeldet hatte; eine Meldung, die sich später als falsch erweisen sollte. Die Dorsetshire hatte 85 Männer gerettet, von denen einer später seinen Verletzungen erlag, und die Maori 25. Das deutsche U-Boot U 74 rettete drei weitere Männer (die Matrosengefreiten Georg Herzog, Otto Höntzsch und Herbert Mantey) und das deutsche Wetterbeobachtungsschiff Sachsenwald nahm noch zwei Männer (Maschinengefreite Walter Lorenzen und Otto Maus) auf. Die Angaben zur Gesamtanzahl der Überlebenden schwanken je nach Beleg. So gibt Konstam an, dass die beiden britischen Schiffe 116 Überlebende retteten und zusätzlich 5 von deutscher Seite geborgen werden konnten. Hildebrand schreibt zusätzlich zu den fünf von den Deutschen geretteten, von 120 Seeleuten, welche durch die Briten gerettet wurden. Letztendlich wurden jedenfalls etwas mehr als 100 Mann gerettet.

Insgesamt befanden sich beim Untergang etwa 2200 Personen an Bord; während des Gefechtes hatten die Briten insgesamt 2876 Granaten auf das Schiff abgefeuert. Die Anzahl der Besatzungsmitglieder, welche zum Zeitpunkt des Untergangs an Bord waren, schwankt je nach Quelle zwischen über 2000 und über 2200 Mann.

Am Folgetag, beim Rückmarsch der britischen Schiffe, fiel der Zerstörer Mashona einem Angriff der deutschen Luftwaffe zum Opfer und war damit neben der HMS Hood das einzige britische Schiff, das im Zusammenhang mit der Bismarck-Unternehmung unterging.