Через три дня, вечером 28 апреля 1942 г. крейсер в сопровождении двух эсминцев вышел в Баренцево море и утром следующего дня вступил в охранение следовавшего в Британию конвоя QP-11. Утром следующего дня был замечен немецкий самолет-разведчик, а на следующий день по крейсеру была выпущена торпеда. После этого находившийся на борту «Эдинбурга» контр-адмирал Стюарт Бонэм-Картер приказал командиру крейсера выйти в голову каравана на расстояние 15–20 миль и передвигаться со скоростью 18–19 узлов широким противолодочным зигзагом. Шифровальщик крейсера «Эдинбург» Джон А. П. Кеннеди в своих воспоминаниях так описывает происходившее: «Малая скорость конвоев затрудняла уклонение. По этим причинам „Эдинбург“ был очень уязвимым при движении в конвое. Несколько безуспешных торпедных атак по нему в ночные часы только подчеркнули опасность. Возникла дилемма: должен ли корабль оставаться в конвое на положении „сидящей утки“ или двигаться отдельно, подвергаясь риску воздушных и торпедных атак? И может ли он ослабить конвой, взяв с собой корабли охранения?.. Рано утром в четверг 30 апреля две подводные лодки выпустили торпеды в „Эдинбург“, напомнив о его уязвимости при движении со скоростью конвоя. Его длинный силуэт представлял собой заманчивую мишень. Снова возник вопрос: оставаться в конвое или идти независимо от него? Свидетельства, полученные мною позже от тех, кто находился в то время на мостике, указывают, что между командиром и адмиралом были разногласия по поводу ухода без сопровождения… „Эдинбург“ покинул конвой рано утром 30 апреля и обогнал его на 20 миль».
Корветтен-капитан Макс Тихарт, командир немецкой лодки U-456, получив в 11 часов 20 минут сведения о находящемся в зоне прямой видимости английском крейсере, следующем без эскорта, отдал приказ начать его преследование. Через несколько томительных часов, в 16:10, выбрав оптимальный момент для атаки, субмарина с расстояния 1200 м выстрелила тремя торпедами. На «Эдинбурге» заметили их след, но не успели произвести маневр, в итоге две из трех торпед поразили цель, попав в центральную часть корпуса и в кормовую часть, в результате чего кормовая оконечность вместе с рулем и двумя винтами оторвалась и пошла ко дну.
Командир немецкой субмарины решил перестраховаться и, опасаясь бомбардировки глубинными бомбами, скомандовал погружение. Выждав около часа, лодка всплыла и стала готовиться к новой, завершающей атаке, но тем временем к крейсеру подошел эсминец «Форестер», едва не протаранивший субмарину своим форштевнем. О дальнейшем плавании «Эдинбурга» к Англии речи быть не могло, и поэтому крейсер двинулся обратно в Мурманск, до которого было 250 миль.
Дальнейшие события, связанные с гибелью судна, изложил в одной из своих работ С. Роскилл: «После полудня 1 мая вслед за безрезультатной атакой немецкими торпедоносцами конвоя появились три эсминца противника. Они предприняли не менее пяти попыток прорваться к конвою, но умело и решительно действовавшее охранение (оно было значительно слабее атакующей стороны) не допустило этого. Погибло одно советское судно. Не добившись успеха, немецкие эсминцы оставили конвой QP-11. Остаток пути он прошел без инцидентов.
Тем временем „Эдинбург“ медленно шел на восток; вечером 1 мая к нему присоединились четыре тральщика. А рано утром следующего дня появились немецкие эсминцы. Последовала серия схваток, в ходе которых крейсер повредил и вывел из строя эсминец противника, но сам получил торпеду в среднюю часть, которая расколола его почти пополам. Оба эсминца также были тяжело повреждены и вышли из строя. Таким образом, все три английских корабля остались без хода, и почти все их вооружение не действовало. Два эсминца противника могли уничтожить английские корабли, но они, сняв команду со своего поврежденного корабля и затопив его, ушли. Английские эсминцы сумели дать малый ход. Тральщики сняли экипаж крейсера, и он был потоплен торпедой».
По словам одного из британских моряков, команда крейсера мужественно сражалась, и, перебравшись на другие суда, стойко перенесла гибель своего корабля: «„Эдинбург“, демонстрируя чистокровную породу до конца, грациозно погрузился кормой в течение трех минут. Потом мы все спустились вниз, приняли по рюмке крепкого рома и, к счастью, не атакуемые ни подводными лодками, ни самолетами, со скоростью девять узлов направились в Кольский залив. В это время причина нашего несчастья, U-456, находилась прямо под крейсером, и когда она погружалась, сильный шум от тонущего корабля дал понять экипажу, что они сами едва не были погребены в ледяной могиле. Однако лодка уцелела, и командир ее получил Железный крест, но годом позже U-456 потопили самолеты и эскортные корабли у Азорских островов».
Читать дальше