К этому моменту стало ясно, что спасти корабль не удастся. После взрыва погреба распространение воды стало неконтролируемым, и крен начал быстро увеличиваться, достигнув 18 градусов. Последовал взрыв погреба 105-мм установки № 7, который не удалось затопить из-за слишком малого давления в пожарной магистрали. Из дыры в палубе вырвался столб дыма, достигший клотика мачты. Вольдаг приказал корветтен-капитану Цопфелю спустить катер правого борта — единственную шлюпку, которую можно было использовать. На него погрузили тяжело раненых. Катер левого борта оказался разбитым, а легкие шлюпки нечем было спустить, поскольку предназначенные для этого авиационные краны вышли из строя в самом начале боя. Контр-адмирал Кумметц отдал приказ миноносцу «Мёве» подойти непосредственно к борту и принять людей. Однако, несмотря на неоднократные сигналы прожектором и передачу по УКВ-связи, миноносец не реагировал — остальные корабли соединения форсировать пролив Дрёбак так и не сумели.

Хотя «Блюхер» находился совсем недалеко от земли, всего в 300–400 м, спасение всех находившихся на борту оказалось трудной задачей. Непомерно раздутый экипаж дополнялся большим количеством войск: всего на борту по разным оценкам находилось от 2000 до 2200 чел. Спасательных жилетов хватало только на 800; в данном случае прием дополнительного их числа мог, по мнению военно-морского руководства, нарушить строгую секретность операции. При этом часть этого количества спасательных средств сгорела в результате пожара в центральной части корабля. Катер смог сделать только один рейс, а при втором напоролся на скалу и не смог вернуться к кораблю. А между тем около 7.00, спустя полтора часа после первого выстрела, крен достиг 45 градусов, и Вольдаг отдал приказ немедленно покинуть корабль. Команда успела прокричать троекратное «ура» сначала в честь своего корабля, а затем в адрес своего командира и адмирала Кумметца. Около 07.30 «Блюхер» накренился на 50 градусов, затем быстро перевернулся и стал медленно уходить под воду носом вперед. Вскоре на поверхности осталась только корма, а затем исчезла и она — крейсер достиг дна на 70-метровой глубине. После погружения раздалось несколько подводных взрывов, а на поверхности несколько часов продолжала гореть нефть.

Солдаты и моряки, добиравшиеся до берега в ледяной воде и оставшиеся в своем большинстве без верхней одежды и ботинок, после «высадки» пытались согреться, разводя костры. Большая часть спасшихся отдельными группами собралась на берегу фиорда к северу от Дрёбака, меньшая — на трех маленьких островках группы Аскехнольмен. Несколько смельчаков пробрались ближе к Дрёбаку, где заняли 3 небольших летних домика, в которые поместили раненых. К 2 часам дня норвежцы окружили их и заставили сдаться. Впрочем, через несколько часов ситуация диаметрально изменилась. В 5 вечера норвежский командир батареи сообщил, что в Осло власть уже находится у немцев, и он оставляет свой пост. Ночью прибыл автобус, на котором армейское, морское и авиационное начальство перебралось в норвежскую столицу.

Точное число жертв на «Блюхере» и поныне остается неизвестным. Существует несколько «точных» цифр: германские источники, в частности, свидетельствуют о 125 погибших членах экипажа и 122 участниках десанта. Удалось спасти 38 офицеров корабля, 985 матросов и 538 солдат и офицеров армии. Однако в большинстве сообщений о гибели «Блюхера» точных цифр не приводится; обычно речь идет о «тяжелых» или "очень больших" потерях, а британская официальная история войны на море утверждает, что крейсер погиб почти со всем экипажем и находившимися на нем войсками. Что это не так, очевидно хотя бы из того, что до берега добрались оба генерал-майора и почти все офицеры корабля, включая его командира. На "большой земле" у Дрёбака было сосчитано 25 офицеров и 728 унтер-офицеров и нижних чинов флота, плюс 11 офицеров и 156 солдат из состава армии, еще 150 человек было снято с самых маленьких островков.

Тем не менее, спустя полтора года состоялось расследование обстоятельств потери «Блюхера», инспирированное армейскими кругами. Военные упрекали моряков в недостатке спасательных средств, в отсутствии инструктажа войск о действиях при возможной гибели корабля, а командира в неверных действиях, в частности — в том, что он не выбросил корабль на берег. По их мнению, все это привело к "большим потерям" среди войск. Капитан цур зее Вольдаг уже не мог ответить на эти обвинения. На него тяжело подействовала гибель корабля; на Аскенхольме он хотел пустить себе пулю в лоб, от чего его с трудом отговорил генерал Энгельбрехт. Однако судьба нашла Вольдага: 16 апреля самолет, на котором он летел в качестве пассажира, рухнул в воды Осло-фиорда, и командир нашел себе могилу там же, где погиб его крейсер.

Результаты расследования мало что прояснили. Моряки свидетельствовали о необоснованности обвинений, о том, что матросы добровольно отдавали немногие спасательные жилеты солдатам. Для того, чтобы выбросить корабль на берег, не было ни средств (крейсер полностью лишился энергии), ни места. Берега островов Осло-фиорда настолько круты и быстро уходят на глубину, что приткнуть 200-метровый корпус просто было негде.

Может возникнуть вопрос: почему один из славившихся своей живучестью немецких кораблей затонул столь быстро от не слишком серьезных повреждений? На гибели «Блюхера» сказались несколько факторов. Первый из них состоит в том, что крейсер все же получил весьма солидную «дозу»: до двух десятков снарядов и 2 торпеды, причем кризис наступил в результате усиления затоплений от торпедных попаданий из-за воздействия снарядов (пожар в погребе зенитного боезапаса). Вторым важным фактором является недостаточная боевая и техническая готовность крейсера. «Блюхер» экстренно вышел в свой первый морской поход без достаточной тренировки аварийных партий, работа которых затруднялась присутствием большого количества посторонних для корабля людей и огнеопасных грузов. Все это снизило обычно очень высокую в германском флоте эффективность спасательных работ. Сами 450-мм торпеды норвежского производства (или, по некоторым данным, модели Уайтхеда времен начала века) имели заряд 150–180 кг и соответствовали по этому параметру авиаторпедам Японии, Англии, США и Германии. Как правило, двух попаданий хватало для полного вывода из строя, а в ряде случаев — гибели кораблей класса крейсеров.

Третий корабль в серии, первый и единственный построенный по модифицированному проекту, "Принц Ойген" (или просто «Принц», как его прозвали немецкие моряки) вошел в строй, когда Вторая мировая война длилась уже целый год. 1 августа 1940 года он был принят комиссией Кригсмарине в Киле, но как и у его предшественников, период многочисленных доделок на этом только начался. Работы прибавили и англичане: 2 июля в ходе авианалета крейсер получил попадание фугасной 500-фунтовой (227-кг) бомбой в палубу с левого борта в районе переднего турбинного отделения. Бомба пробила палубу полубака и 30-мм верхнюю броневую палубу, после чего разорвалась. Главные разрушения пришлось на верхнюю палубу (моторный катер сброшен с места и разрушен, пострадали дымоход и катапульта, уничтожено оборудование камбуза). В самой палубе помимо небольшой пробоины (диаметром около 30 см) образовалась довольно обширная зона прогиба длиной 8 м и шириной 4 м). Ниже пострадали ряд электрокабелей и переборки жилой палубы. Мелкие повреждения получила 105-мм зенитная установка левого борта, некоторые приборы управления огнем и подъемный кран.