1944年11月21日上午前3时左右，“金刚”于台湾海峡受到美国海军潜艇“狮鱼”号(USS Sealion, SS/SSP/ASSP/APSS/LPSS-315)的鱼雷攻击。当时“狮鱼”号一共发射了6枚鱼雷，其中2枚鱼雷于3时6分命中了正以12节航行的 “金刚”的左舷舰首与2号烟囱下的锅炉室。这时，其中1枚原本射向战列舰“长门”的鱼雷偏离航道，击中了负责护卫的第十七驱逐队司令舰“浦风”，“浦风” 沉没时，司令部及舰长以下的全员战死。而“金刚”被鱼雷命中后，立即将航速提升至16节并进行退避。当时“金刚”舰龄己有30多年并且不断老化，另外由于 需要回避攻击因而在受损下继续航行，使到以铆钉铆接的部分持续浸水，引致破损部分的裂痕逐渐伸延，更令到舰体的倾斜増大。于上午5时，“金刚”仍以11节 航行，舰上的乘组员亦因不觉得被2枚鱼雷击中会导致沉没而显得相当乐观，所以没有安排驱逐舰进行接舷作业来疏散乘员。而"应急决死队"开始使用潜水器具进行维修时已经太迟，最后“金刚”的引擎在在5时20分停止运作，并在10分钟后的上午5时30分翻沉。于沉没前，因弹药库发生大爆炸，引致很多位舰中央附近的乘员因被炸飞而死。
“金刚”被鱼雷击中直至沉没整整有2个小时，而期间完全毫不在乎，更轻视其损毁状况，导致延迟了决定全员退舰的时间，最后岛崎利雄舰长、铃木义尾司令及以下1300人与“金刚”一同沉没。生还者则由第十七驱逐队(“滨风”、“矶风”、“雪风”)救起。第十七驱逐队在返回日本后，为回航横须贺的“长门”进行护卫任务，并在折返期间，为回航吴的大和型战列舰改造航空母舰“信浓”进行护卫。
“金刚”为唯一被潜艇击沉的日本战列舰。其慰灵碑位于长崎县佐世保市的旧海军墓地东公园内。另外，于1930年进行的第1次改装期间拆出的锅炉，现存放于吴市海事历史科学馆并进行展览，更于2008年被评定为重要科学技术史资料(未来技术遗产)。
1945年1月20日除籍。残骸应位于台湾基隆北方海域。
虽然金刚级战列舰并没有参加第一次世界大战，但是对于日本来说，引进当时最先进的英国造舰技术并消化为本国技术才是最重要的，而金刚级后三艘的本土建造为日本的长门级战列舰自行设计建造打下了坚实的基础。在长门级战列舰建成后，日本一跃成为世界一流海军强国，令列强侧目。
金刚级战列舰最初为战列巡洋舰，经过改造后成为高速战列舰，虽然高速战列舰相对防御并不是太强，但其对手相对也不是很强，与之对位的英国乔治五世级防御比起金刚级也好不了太多，作为海军军备限制条约时代舰，毕竟单舰战斗力是无法与海军假日七巨头相比的，更是航母编队的主力炮舰唯一选择。看起来金刚号的战绩不算很辉煌，但出战率在战列舰里已经很高了，因为战列舰出航的成本是非常大的，长门级出航要低于金刚级，大和级出航就更是少得可怜。金刚号没有在莱特湾战役的不利境地遭遇重创，已经算是出色的炮舰。最后被潜艇偷袭击沉，也只能说是护航的驱逐舰的责任。
