В результате разрушающего действия снарядов, торпедных попаданий, а также непрекращающейся детонации боеприпасов на борту крейсера, на корабле возник пожар в средней части корпуса, гремели взрывы, от подводных пробоин постепенно увеличивался крен. Корабль потерял ход, а после серьёзного взрыва в погребе 105-мм боеприпасов распространение воды по отсекам стало неконтролируемым, резко увеличивая крен. «Блюхер» перевернулся и стал медленно погружаться в воду носом вперёд. Крейсер затонул на глубине 70 метров, после его погружения раздалось несколько подводных взрывов.