没想到，固执的信浓号舰长阿部仍然判断美军是在诱敌，下令驱逐舰立即返回。阿部认为不应该和这些诱饵美军潜艇多做纠缠，高速开走就可以了。他随即命令‘矶风’号立即停止攻击，返回编队。此刻，该驱逐舰和已经下潜的潜艇只有五海里的距离了。同时，日军舰队转向，以全速直线航行，试图甩开美军潜艇。日军舰艇以25节以上的高速开走，它的射水鱼最大航速只有18节，无法追上的。
恩赖特舰长非常沮丧，对于航母这样的猎物是不容易遇上的。对于一个优秀潜艇舰长最大的打击，就是丢掉到嘴的肥肉。恩赖特舰长知道自己无法追上它，就立即向珍珠港报告：发现日军大型航母！并且告知了信浓号的坐标和航向。他希望该海域有其他的位置更好的美军潜艇，能够完成自己无法完成的工作。同时，它命令射水鱼继续追踪日军航母编队，期望日军有可能自己减慢航速。
阿部舰长倒是没有减速的打算，可惜信浓号航母却并不争气。这所抢工期生产出来的航母全速航行几个小时后，就出问题了。它的一根主轴发生了严重故障，导致信浓的航速降低到了15节。这边的射水鱼全速航行，终于在11月28日凌晨，再次发现了信浓号的声影，还发现有三艘日军高速驱逐舰护航。由于敌人有三艘驱逐舰紧密跟随，并且之前已经发现了射水鱼，恩赖特认为如果攻击危险太大。
自己单艇出击，即使攻击能够成功，最多只能攻击其中的一艘战舰。剩下的3艘会立即向它攻击报复，自己极有可能被击沉。恩赖特舰长随即向向珍珠港又了一封电报，希望能够得到其他的潜艇支援。遗憾的是，周围一百海里内，并没有其他的美军潜艇。这份电报又被信浓号侦测到！阿部舰长没有想到，这是之前发现的那艘美军潜艇发出的，而判断是美军攻击潜艇群中的另一艘。
与此同时，信浓号还侦测到了近距离的美军潜艇雷达波。阿部 舰长见状，一下失去了冷静。他认为自己的舰队已经中了美军潜艇群的埋伏，危险迫在眉睫。惶恐中，阿部舰长做出了一个错误的决定。他命令：舰队紧急转向，朝另一个方向行驶，逃离美军潜艇群的伏击圈。而这个方向，正好面对着准备攻击的射水鱼。发现日军舰队迎面高速驶来，恩赖特舰长必须在极端事件内作出决断。
这种情况下，如果面对敌舰攻击的危险过大，极容易暴露自己，需要冒着潜艇被击毁的危险。如果从潜艇安全角度出发，只需要向其他方向缓慢行驶，甚至停在海里不动，就可以轻松躲避日军舰队。但是，失去了这次攻击机会，天就要亮了，潜艇很难再对信浓号发动攻击，只能放它走了。在一阵犹豫以后，恩赖特体现了一个美国军人的勇敢，他决定冒险攻击。
在恩赖特看来，只要能够击毁信浓号这样重要的目标，自己和船员是绝对可以冒着生命的危险的。随即，射水鱼号潜艇立即下潜，同时准备号鱼雷，准备伏击信浓号。没有多久，日舰队高速驶来。首先是一艘日本驱逐舰，几乎从射水鱼号的上面开过，高速螺旋桨的声音震耳欲聋。此时的射水鱼没有还手的余地，只能期望上帝的保佑。幸运的是，日本驱逐舰并没有发现美军潜艇。
在日驱逐舰驶过以后，射水鱼立即上浮。果然，信浓号巨大的身影已经近在咫尺。射水鱼立即向信浓号发射了六枚鱼雷，其中的四枚准确的击中了信浓号，引起了巨大的爆炸。同时，3艘日本驱逐舰也发现了射水鱼，他们疯狂的朝着它扑来。射水鱼紧急下潜到400英尺的潜水极，全力限躲避攻击。幸运之神再次照顾了潜艇，它奇迹般的躲过了二十枚深水炸弹的近距离攻击，随即高速脱离了战场。
3时过4分，信浓号舱室被撕开了10来米宽的口子，海水汹涌地灌了进来。5时，舰体严重倾斜。8时，动力舱进水，锅炉全部瘫痪。1944年11月28日10时18分，舰长阿部俊雄大佐下令弃舰，同时三艘驱逐舰开始转移信浓号的人员。信浓号上的水兵，纷纷跳入大海逃生。三十分钟后，信浓号沉没，全舰2515名船员中只有1080人被救（这里面并不包括阿部俊雄大佐），有1435人遇难。
至此，处女航行还不足20个小时，世界第一航母信浓号就彻底沉没。这也是世界历史上，由潜艇击沉的最大一艘战舰。为信浓号护航的三艘驱逐舰，只有雪风号驱逐舰幸存到战后，其余两艘也很快被击沉。分析拥有强大装甲和水下防御能力的信浓号，被四枚鱼雷击中就很快沉没，似乎不可理解。防御能力和其基本相当的武藏号，被足足二十多枚鱼雷击中才沉没。
而大和号被三百多架美机的围攻下，身中12枚鱼雷和7颗炸弹以后才沉没。尤其，信浓曾经特地加固了水下防御能力，为什么如此不堪一击？原因大概有以下几点一，该舰细节没有完工，不少水密舱的门无法关紧，甚至更本没有门，造成根本无法控制海水的进入。二，该舰排水系统没有完成，汽动水泵还没安装，排水管也没有配齐，而手动水泵又太少，根本无法满足需要。
三，水兵素质很差，在初期还能在统一指挥下排水。一旦舰只发生一定程度的倾斜，立即失去了勇气，全部乱作一团，四散逃命，造成舰只失去有组织的抢救。话句话说，信浓号仅仅是有个漂亮外表的空架子，其实根本不堪一击。即便它能够躲过射水鱼的这次猎杀，恐怕很快也会被美军轰炸机或者鱼雷机击沉。总之，信浓号可以看做联合舰队灭亡前期的一个缩影。
