Le bâtiment fut livré à la Kriegsmarine le 25 février 1941 malgré une finition encore imparfaite. De nombreux éléments sont achevés au premier mouillage au Faettenfjord (en Norvège, à proximité de la ville de Trondheim et à seulement 50 km de la frontière suédoise). À sa livraison, il est commandé par le capitaine de vaisseau Karl Topp.
Frère du Bismarck (vainqueur - en une seule salve de canon - du cuirassé britannique Hood), le Tirpitz menaçait clairement la puissance navale Britannique et le danger qu'il représentait immobilisa durant de long mois à Scapa Flow les plus grands navires de la Home Fleet. Le bâtiment effectua quelques raids sur la Baltique dans le but de couler les convois d'armement à destination de l'URSS, mais ceux-ci ne furent jamais très heureux.
Le Tirpitz ne se risqua jamais sur l'Atlantique nord qui fut fatal au Bismarck : la puissance qu'il représentait était telle que la perte du bâtiment aurait été calamiteuse pour Hitler, pourtant peu convaincu de l'utilité des navires de surface traditionnels. Ni Raeder, ni Hitler, ni Dönitz ne voulaient prendre le risque de perdre le bâtiment qui bloquait à Scapa Flow une bonne partie de la Home Fleet. De plus, la quantité de mazout nécessaire au fonctionnement du Tirpitz n'était pas vraiment compatible avec la pénurie régnant en Allemagne.
Aussi les U boot lui furent préférés pour les raids dans l'Atlantique, le Tirpitz se contentant du rôle d'épouvantail dressé face aux convois de l'Arctique. Il resta donc majoritairement au Faettenfjord, à l'abri de filets anti sous-marins et d'écrans de fumée contre la RAF. Plusieurs tentatives infructueuses eurent lieu pour le détruire, en commencant par un bombardement (27 avril 1942).
L'opération Title, un commando d'hommes-grenouilles armés de mines fut également lancée sans succès du 26 au 31 octobre 1942 : l'armement, dissimulé sous la coque d'un navire de pêche devant approcher le Tirpitz, est perdu contre un haut-fond avant même d'arriver à proximité du cuirassé de la Kriegsmarine.
Après quoi, une attaque à l'aide de mini sous-marins fut tentée. C'est l'opération Source, menée le 23 septembre 1943. Tractés par des sous-marins conventionnels jusqu'à proximité du Tirpitz ancré dans l'Altafjord, 6 sous-marins X participaient initialement au raid. Victimes d'une fiabilité médiocre et de ruptures incessantes des câbles de remorquage (l'un d'entre eux est perdu en route), seuls 3 parvinrent à leur cible. Les dégâts infligés au Tirpitz furent cependant importants, au point de nécessiter plusieurs mois de réparations. Une barge spéciale fut amenée au Faettenfjord pour effectuer les réparations, une traversée vers les ports allemands étant beaucoup trop dangereuse : le bâtiment, pris en remorque, aurait fait une cible facile pour les sous-marins britanniques.
Bien qu'à nouveau opérationnel, le Tirpitz n'aurait pu retrouver ses performances qu'avec une mise en cale sèche : les déformations de la coque affectaient ses qualités hydrodynamiques, réduisant la vitesse maximale, initialement supérieure à 30 nœuds, à seulement 27.
Face à ces difficultés, et au vu de l'évolution du conflit, le Tirpitz est finalement transformé en forteresse flottante. En effet, le carburant nécessaire à son fonctionnement venait à manquer, la bataille de l'Atlantique était de toute façon perdue et, enfin, les marins autres que les artilleurs étaient plus utiles ailleurs que sur un navire de guerre condamné à l'immobilité.
Le Tirpitz fut finalement positionné au-dessus d'un haut-fond aplani pour la circonstance : ainsi, si le bâtiment était gravement touché, il irait simplement se poser sur le fond sans chavirer et demeurerait la forteresse qu'il était devenu.
La Royal Air Force eut raison du Tirpitz le 12 novembre 1944 par une attaque avec des bombes Barnes Wallis perforantes de 6 tonnes. Contrairement aux espoirs de l'amiral Donitz, le navire, touché dans une réserve de munitions, chavira. L'absence d'équipage autre que les artilleurs et les techniciens indispensables à l'alimentation du navire réduisit les pertes humaines. Bon nombre de marins, coincés sous la coque retournée, furent sauvés grâce à la découpe de celle-ci, restée émergée du fait de la faible profondeur.
Abandonnée, l'épave fut désossée après guerre par des Norvégiens qui en obtinrent un revenu non négligeable par la revente des câbles et de l'acier.
