在日驱逐舰驶过以后，射水鱼号立即上浮，果然，此时信浓号巨大的身影已经近在咫尺。射水鱼号立即向该舰发射了六枚鱼雷，其中的四枚准确的击中了信浓号，引起了巨大的爆炸。此时日本驱逐舰也发现了射水鱼，疯狂的朝着它扑来。射水鱼号紧急下潜到400英尺的潜水极限躲避攻击。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，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船员。三十分钟后，信浓沉没，信浓号的2515船员只有1080被救(这里面并不包括阿部俊雄大佐)，有1435人遇难。
至此，随着第一次航行不足20个小时，当时世界第一巨舰信浓号就这样沉没，这也是世界历史上，由潜艇击沉的最大一艘战舰。
可以说，拥有强大装甲和水下防御能力仅仅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，被足足二十枚鱼雷击中后最终沉没;而大和号在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。对比起来，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.这是个“半拉子工程”，细节没有完工，不少水密舱的门无法关紧，甚至根本没有门，造成大量海水的进入。
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。
总之，信浓号仍然是日本海军历史上的重要战舰，它的诞生和覆灭都从某种程度上预言了日本在二战中的必然结局。