El 12 de enero de 1942, el Mando Naval alemán, en una conferencia con Hitler, tomó la decisión de llevar al Gneisenau, al Scharnhorst y al crucero pesado Prinz Eugen a Alemania. La intención era desplegar los barcos en Noruega para interceptar los convoyes aliados a la URSS. El llamado "cruce del canal", cuyo nombre en código es operación Cerbero, evitaría el radar y los aviones de patrulla aliados, cada vez más efectivos en el Atlántico. El vicealmirante Otto Ciliax recibió el mando de la operación. A principios de febrero, los dragaminas barrieron una ruta a través del Canal de la Mancha, aunque los británicos no pudieron detectar la actividad.
A las 23:00 horas del 11 de febrero los ters barcos partieron de Brest. Entraron en el Canal una hora más tarde; los tres barcos aceleraron a 27 nudos (50 km/h), bordeando la costa francesa a lo largo del viaje. Los británicos no pudieron detectar su partida, ya que el submarino que se había encargado de observar el puerto se había retirado para recargar sus baterías. A las 06:30, habían pasado Cherburgo, momento en el que se les unió una flotilla de torpederos al mando del kapitän Erich Bey, a bordo del destructor Z29. El General der Jagdflieger Adolf Galland dirigió las fuerzas de caza y bombarderos alemanes (Operación Donnerkeil) durante Cerbero. Los cazas volaron a la altura de los mástiles para evitar ser detectados por los radares británicos. Los oficiales de enlace estaban presentes en los tres barcos. Los aviones alemanes llegaron más tarde para bloquear el radar británico con chaff. A las 13:00, los barcos habían despejado el estrecho de Dover, aunque media hora más tarde, un vuelo de seis torpederos Swordfish, con escolta de Spitfires, atacó a los alemanes. Los británicos no lograron penetrar el escudo de la Luftwaffe y los seis Swordfish fueron destruidos. Se lanzaron varios ataques más durante las siguientes dos horas, pero la pantalla de la Luftwaffe los rechazó a todos.
Cinco destructores británicos atacaron el escuadrón alemán a las 16:17. Los barcos intentaron acercarse al alcance de los torpedos, aunque el mar embravecido y las condiciones nubladas dificultaron su ataque. El Gneisenau y el Prinz Eugen infligieron graves daños al destructor Worcester. A las 19:55 el Gneisenau detonó una mina magnética frente a Terschelling. La mina explotó justo delante de la torreta trasera, pero solo causó daños menores. La ligera inundación se detuvo rápidamente, aunque el impacto deshabilitó la turbina central. El barco se detuvo por menos de 30 minutos antes de reanudar el viaje; a las 03:50, el Gneisenau y dos destructores llegaron a Helgoland. Después de que el Prinz Eugen se uniera allí, los barcos partieron hacia Kiel, pero el hielo grueso en el canal obligó a los barcos a detenerse en Brunsbüttel. Mientras maniobraba en el puerto, el Gneisenau chocó contra un naufragio sumergido. La colisión abrió un agujero en el casco y provocó algunas inundaciones menores. El Gneisenau llegó a Kiel al día siguiente, donde entró en un dique seco flotante en el astillero Deutsche Werke
Las reparaciones del Gneisenau terminaron el 26 de febrero de 1942 y estaba programado para desplegarse en Noruega el 6 de marzo. A pesar de que todavía estaba en el dique seco, sus reservas de municiones habían sido reabastecidas y estaba preparada para una breve ronda de pruebas antes de su partida. Sin embargo, en la noche del 26 al 27 de febrero, los británicos lanzaron un fuerte ataque aéreo contra el barco, que fue alcanzado por una bomba en su castillo de proa que penetró en la cubierta blindada y explotó. La metralla al rojo vivo encendieron las cargas propulsoras en la torreta delantera y causaron una tremenda explosión. La torreta salió disparada de su soporte y toda la sección de proa ardió. La tripulación inundó parcialmente el depósito de municiones para evitar una explosión más catastrófica. La explosión mató a 112 hombres e hirió a otros 21.
El extenso daño convenció al Estado Mayor Naval de reconstruir el Gneisenau para montar los seis cañones de 38 cm planeados originalmente, en lugar de reparar el barco. La sección de proa dañada se eliminó para colocar una proa más larga, lo que corregiría la disminución del francobordo que habrían causado los cañones de 38 cm más pesados. El 4 de abril, el barco fue a Gotenhafen, escoltado por el buque escuela Schlesien y el rompehielos Castor. Fue dada de baja formalmente el 1 de julio. Su tripulación fue reasignada a la fuerza de submarinos.
A principios de 1943, el barco había sido reparado lo suficiente como para comenzar el proceso de conversión, pero Hitler, enojado por el fracaso de la Batalla del Mar de Barents en diciembre de 1942, ordenó el cese de todo el trabajo. El Gneisenau fue desarmado y sus torretas de 28 cm y 15 cm fueron utilizadas para crear baterías costeras. La torre Caesar se instaló en el fuerte Austrått, cerca de Trondheim, como la batería costera Orlandet.
El Gneisenau permaneció sin usar en Gotenhafen hasta el final de la guerra. A medida que el Ejército Rojo avanzaba hacia la ciudad, la tripulación restante llevó al barco a la entrada del puerto y lo hundió allí el 27 de marzo de 1945. En 1947, el gobierno polaco ordenó que se retirara el barco y comenzaron las operaciones iniciales de salvamento. El barco fue reflotado el 12 de septiembre de 1951 y luego completamente desguazado, aunque se cree que parte de su acero se usó en la construcción de mercantes polacos¡. La campana del barco se conservó y ahora está en la colección del Museo del Ejército Polaco en Varsovia, se presenta ocasionalmente en exposiciones. Ella era el barco más grande reflotado hasta la fecha. Noruega ofreció devolver la torreta de Trondheim en 1979, aunque la oferta fue rechazada. En cambio, la torreta del cañón se conservó como museo en Noruega.
A las 23:00 horas del 11 de febrero los ters barcos partieron de Brest. Entraron en el Canal una hora más tarde; los tres barcos aceleraron a 27 nudos (50 km/h), bordeando la costa francesa a lo largo del viaje. Los británicos no pudieron detectar su partida, ya que el submarino que se había encargado de observar el puerto se había retirado para recargar sus baterías. A las 06:30, habían pasado Cherburgo, momento en el que se les unió una flotilla de torpederos al mando del kapitän Erich Bey, a bordo del destructor Z29. El General der Jagdflieger Adolf Galland dirigió las fuerzas de caza y bombarderos alemanes (Operación Donnerkeil) durante Cerbero. Los cazas volaron a la altura de los mástiles para evitar ser detectados por los radares británicos. Los oficiales de enlace estaban presentes en los tres barcos. Los aviones alemanes llegaron más tarde para bloquear el radar británico con chaff. A las 13:00, los barcos habían despejado el estrecho de Dover, aunque media hora más tarde, un vuelo de seis torpederos Swordfish, con escolta de Spitfires, atacó a los alemanes. Los británicos no lograron penetrar el escudo de la Luftwaffe y los seis Swordfish fueron destruidos. Se lanzaron varios ataques más durante las siguientes dos horas, pero la pantalla de la Luftwaffe los rechazó a todos.
Cinco destructores británicos atacaron el escuadrón alemán a las 16:17. Los barcos intentaron acercarse al alcance de los torpedos, aunque el mar embravecido y las condiciones nubladas dificultaron su ataque. El Gneisenau y el Prinz Eugen infligieron graves daños al destructor Worcester. A las 19:55 el Gneisenau detonó una mina magnética frente a Terschelling. La mina explotó justo delante de la torreta trasera, pero solo causó daños menores. La ligera inundación se detuvo rápidamente, aunque el impacto deshabilitó la turbina central. El barco se detuvo por menos de 30 minutos antes de reanudar el viaje; a las 03:50, el Gneisenau y dos destructores llegaron a Helgoland. Después de que el Prinz Eugen se uniera allí, los barcos partieron hacia Kiel, pero el hielo grueso en el canal obligó a los barcos a detenerse en Brunsbüttel. Mientras maniobraba en el puerto, el Gneisenau chocó contra un naufragio sumergido. La colisión abrió un agujero en el casco y provocó algunas inundaciones menores. El Gneisenau llegó a Kiel al día siguiente, donde entró en un dique seco flotante en el astillero Deutsche Werke
Las reparaciones del Gneisenau terminaron el 26 de febrero de 1942 y estaba programado para desplegarse en Noruega el 6 de marzo. A pesar de que todavía estaba en el dique seco, sus reservas de municiones habían sido reabastecidas y estaba preparada para una breve ronda de pruebas antes de su partida. Sin embargo, en la noche del 26 al 27 de febrero, los británicos lanzaron un fuerte ataque aéreo contra el barco, que fue alcanzado por una bomba en su castillo de proa que penetró en la cubierta blindada y explotó. La metralla al rojo vivo encendieron las cargas propulsoras en la torreta delantera y causaron una tremenda explosión. La torreta salió disparada de su soporte y toda la sección de proa ardió. La tripulación inundó parcialmente el depósito de municiones para evitar una explosión más catastrófica. La explosión mató a 112 hombres e hirió a otros 21.
El extenso daño convenció al Estado Mayor Naval de reconstruir el Gneisenau para montar los seis cañones de 38 cm planeados originalmente, en lugar de reparar el barco. La sección de proa dañada se eliminó para colocar una proa más larga, lo que corregiría la disminución del francobordo que habrían causado los cañones de 38 cm más pesados. El 4 de abril, el barco fue a Gotenhafen, escoltado por el buque escuela Schlesien y el rompehielos Castor. Fue dada de baja formalmente el 1 de julio. Su tripulación fue reasignada a la fuerza de submarinos.
A principios de 1943, el barco había sido reparado lo suficiente como para comenzar el proceso de conversión, pero Hitler, enojado por el fracaso de la Batalla del Mar de Barents en diciembre de 1942, ordenó el cese de todo el trabajo. El Gneisenau fue desarmado y sus torretas de 28 cm y 15 cm fueron utilizadas para crear baterías costeras. La torre Caesar se instaló en el fuerte Austrått, cerca de Trondheim, como la batería costera Orlandet.
El Gneisenau permaneció sin usar en Gotenhafen hasta el final de la guerra. A medida que el Ejército Rojo avanzaba hacia la ciudad, la tripulación restante llevó al barco a la entrada del puerto y lo hundió allí el 27 de marzo de 1945. En 1947, el gobierno polaco ordenó que se retirara el barco y comenzaron las operaciones iniciales de salvamento. El barco fue reflotado el 12 de septiembre de 1951 y luego completamente desguazado, aunque se cree que parte de su acero se usó en la construcción de mercantes polacos¡. La campana del barco se conservó y ahora está en la colección del Museo del Ejército Polaco en Varsovia, se presenta ocasionalmente en exposiciones. Ella era el barco más grande reflotado hasta la fecha. Noruega ofreció devolver la torreta de Trondheim en 1979, aunque la oferta fue rechazada. En cambio, la torreta del cañón se conservó como museo en Noruega.
