英國皇家海軍“達尼丁”號輕巡洋艦1940年9月，“達尼丁”號返回克萊德。在進行艦體消磁處理並補充彈藥之後，“達尼丁”號於同年10月再次前往朴次茅斯執行防禦任務，艦長之職也改由洛瓦特擔任。在此後的幾個月里，“達尼丁”號執行了多次作戰任務，包括在塞拉里昂的弗里敦附近海域的護航任務。1940年聖誕節，作為WS5A護航船隊的護航艦隻，“達尼丁”號與英國皇家海軍“貝里克郡”號和“博納文切爾”號一起加入了攻擊德國海軍“舍費爾海軍上將”號重巡洋艦的作戰行動。這次的作戰行動並無決定性意義，“貝里克郡”號和“舍費爾海軍上將”號都被擊傷，但後者被迫退出戰鬥，從而使整個護航船隊得以以最小的代價逃脫。
1941年4月8日，“達尼丁”號輕巡洋艦離開英格蘭，從此再未返回。“達尼丁”號最終在南大西洋度過了它作戰生涯的最後8個月。
這一時期“達尼丁”號大多數的作戰行動都是由艦隊司令根據破譯到的德軍恩尼格瑪密碼指揮的。6月里，位於不萊西奇公園內的情報人員正以極高的效率解讀德國海軍的恩尼格瑪通信電文，其結果直接導致德國海軍“卑斯麥”號戰列艦的沉沒，英國皇家海軍司令便將注意力轉移到位於大西洋上的德軍補給船隊上，其中就包括曾為“卑斯麥”號和“歐根親王”號進行過燃料補給、並具有為德軍潛艇進行海上補給能力的油船“洛斯令根”號。
5月29日，在與英國皇家海軍“鷹”號航空母艦進行的聯合作戰行動中，“達尼丁”號輕巡洋艦奉命搜尋可能位於北緯25度、西經34度海域的敵補給船隻（此時尚不知道是“洛斯令根”號）。經過廣泛的搜尋之後，“鷹”號上的“旗魚”式艦載攻擊機於6月15日發現一艘正在航行的油船。當時的“達尼丁”號正好一隻鍋爐發生故障，但仍以最快航速趕到目標海域。“達尼丁”號發現儘管遭受了“旗魚”的攻擊，“洛斯令根”號仍然在海面漂浮。當日晚間，“鷹”號趕到，正企圖逃往百慕達海域的“洛斯令根”號終於被“達尼丁”號俘獲。這次的俘獲成功意義重大，它不僅截斷了德軍潛艇生死攸關的油料補給，而且還繳獲了船上無線電發報室檔案櫥櫃裡的珍貴的恩尼格瑪發報機及其組件。
“洛斯令根”號被“達尼丁”號俘獲1941年11月，“達尼丁”號再次參加根據破譯的恩尼格瑪電文策劃的作戰行動。根據收集到的德軍恩尼格瑪電文分析，德軍即將攻擊堂恩角附近的盟軍船隻，其作戰力量包括4艘德軍潛艇、一艘武裝商船（“亞特蘭蒂斯”號）以及一艘補給船（“巨蟒”號）。英國皇家海軍“戴文舍”號、“多塞特”號以及“達尼丁”號則分別奉命追擊上述德軍艦艇。
11月22日，“戴文舍”號發現德軍潛艇U-124號和商船“亞特蘭蒂斯”號，後者立即被擊沉。由於擔心遭到U-124號的攻擊，“戴文舍”號與德軍潛艇一直保持相當的距離並用明碼發報以便營救落水者。11月24日，“巨蟒”號與U-124號潛艇會合併一同前往南美海域。當天下午，由艇長莫爾（Mohr）指揮的U-124號潛艇在前往預定集結地的途中，於赤道以南、弗里敦以西900英里的聖保羅環礁附近海域發現正向東北方向航行的英國皇家海軍“達尼丁”號輕巡洋艦。莫爾立即下令調整航向為西並等待“達尼丁”號接近。但是，“達尼丁”號上的瞭望兵發現了U-124號潛艇伸出海面的潛望鏡，於是艦長當即改變航向進行追擊。但由於U-124號的航向也已改變，“達尼丁”號無形之中拉遠了與U-124號潛艇的距離，當莫爾下令再次上浮以後發現“達尼丁”號已經在至少4000碼以外的遠處了，但莫爾仍然下令發射了3枚魚雷。不可思議的是，儘管“達尼丁”號一直保持17節的高速航行，仍有兩發魚雷準確命中“達尼丁”號。兩枚魚雷在相隔數秒後相繼命中“達尼丁”號，第一枚魚雷於13點26分擊中艦體中部，當即摧毀了無線電通訊室並導致艦體右傾；第二枚魚雷直接擊中艦體尾部的軍官休息室並毀壞了艦尾的6英寸口徑的艦炮炮塔，幾乎所有當時正在右舷的官兵都在爆炸中喪生。艦上官兵立即準備跳上救生筏棄艦逃生，不少人只能藉助海面上漂浮的碎片和殘骸。“達尼丁”號不久便發生翻轉並在17分鐘後沉沒。根據U-124號潛艇的作戰日誌，莫爾在“達尼丁”號沉沒之前曾下令接近該艦並再次發射了第4發魚雷，但沒有命中。
“達尼丁”號沉沒不久，U-124號潛艇浮出海面。在繞著海面上的倖存者航行了不到10分鐘後再次下潛。
海面上，全艦500名官兵中的將近250人不得不在水中掙扎逃生，他們試圖抓住一切可以漂浮的物體並藉此登上救生筏，最後有7艘救生筏得以逃離。在接下來的78小時內，赤道附近海域的酷熱使生還者的數字不斷縮小。有的人由於在魚雷爆炸的時候受傷而最終死去，有的人則是因為精疲力盡；有的人得了精神病，還有人最後被淹死，還有相當一部分倖存者被附近海域的鯊魚咬死……
1941年12月返回洛里昂的U-124號潛艇