В действительности итальянские линкоры в море не выходили, Соединение К успешно перехватило и разгромило конвой без всякой помощи. Однако противник развернул в восточной части моря свои подводные лодки, ожидая появления Средиземноморского флота: 3 итальянские и 3 немецкие субмарины караулили Каннингхэма. «Куин Элизабет» (флагман), «Вэлиант» и «Барэм», следуя на запад между Критом и Киренаикой, угодили в ловушку. 25 ноября в 16.30 U-331 лейтенанта фон Тизенгаузена атаковала «Барэм» с ужасными последствиями. Сопровождение линкоров было довольно слабым — всего 8 эсминцев. U-331 проникла сквозь завесу и дала торпедный залп по второму кораблю в колонне. Фон Тизенгаузену повезло, потому что он выбрал единственный из линкоров, не прошедший серьезных модернизаций и имевший самую слабую подводную защиту. 3 торпеды из 4 попали в линкор и разворотили ему борт.
«Несчастный корабль резко лег на левый борт, и мы увидели людей, собравшихся на поднятом вверх правом борту. Через минуту или две долетел глухой раскат ужасного взрыва, когда сдетонировал один из его погребов. Корабль совершенно скрылся в огромном облаке желто-черного дыма, которое, крутясь, начало подниматься в небо. Когда оно рассеялось, „Барэм“ бесследно исчез».
Другой свидетель отчаянной борьбы старого линкора за жизнь очень красочно описал его последние минуты.
«Такой огромный столб воды поднялся у борта „Барэма“ в районе миделя, что остались видны лишь нос и корма корабля. Я крикнул командиру, который находился внизу, в своей походной каюте, и мы развернулись, увеличив скорость, чтобы попытаться найти подводную лодку по ясно видимым следам торпед. Мы находились „левым крайним“ завесы, и в тот момент я решил, что торпеды были выпущены с большого расстояния. Так как я видел только один столб воды, то подумал, что с линкором все будет в порядке, потому что он может выдержать несколько торпедных попаданий и благополучно вернуться в порт. Я больше не мог следить за ним, так как должен был искать следы торпед справа по борту. И тут к своему изумлению я услышал, как кто-то крикнул: „Боже, он тонет!“ Я быстро взглянул на линкор и увидел, что он имеет огромный крен. В действительности подводная лодка поднырнула под эсминцы охранения и всплыла на перископную глубину, оказавшись всего в нескольких сотнях ярдов от „Барэма“. Она немедленно выпустила по крайней мере 3 торпеды, и они попали в цель почти одновременно и так близко одна от другой, что появился только один всплеск от 3 попаданий».
Подводную лодку после залпа даже выбросило на поверхность, и она проскочила совсем рядом с «Вэлиантом». Эсминцы пошли на помощь «Барэму», но тут:
«Внезапно он начал быстро крениться, но перед тем как корабль окончательно затонул, он был разорван колоссальным взрывом и совершенно скрылся в облаке дыма, которое подняло свою голову на тысячу футов в воздух, как кобра перед атакой».
Весь процесс гибели корабля был заснят на кинопленку, и ее кадры часто приводятся в различных книгах. Полубак линкора был заполнен моряками перед тем, как взрыв погребов моментально уничтожил всех.
Так погиб «Барэм». Он стал первым британским линкором, потопленным в море в течение 2 с лишним лет войны. Его гибель несколько месяцев скрывали от общественности. Командир корабля и 861 человек экипажа погибли при взрыве, эсминцы спасли 451 человека, в том числе вице-адмирала Придхэм-Уиппела, командира 1-й эскадры линкоров. Адмирал Каннингхэм позднее написал адмиралу Паунду:
«Это была самая смелая и блестящая атака подводной лодки, которая выпустила торпеды, находясь примерно в 200 ярдах впереди „Вэлианта“. Что нам удалось узнать из этого случая, так это то, что нашим противолодочным кораблям страшно не хватает практики».
После «крайне неудачной ночи» Средиземноморский флот, сократившийся до 2 линкоров, вернулся в Александрию. Множество самолетов пролетели рядом с эскадрой, не включая опознавательные огни, и Каннингхэм лишь с большим трудом уговорил командира «Куин Элизабет» не открывать огонь, чтобы вспышки выстрелов не выдали присутствие кораблей.