Theo Hãng thông tấn TASS (Nga), đầu năm 1942, Adolf Hitler đã ra lệnh cho hải quân điều nhiều tàu chiến lớn đến Na Uy để thực hiện các cuộc tiến công đánh phá các đoàn tàu chở hàng đến Liên Xô. Để hiện thực hóa ý đồ này, Bộ Tư lệnh Hải quân Đức Quốc xã (Kriegsmarine) đã lên kế hoạch thực hiện chiến dịch có tên “Rösselsprung” (tạm dịch là “Nước cờ quân mã”) nhằm tiến công đoàn tàu vận tải PQ-17 bằng các tàu mặt nước cỡ lớn, tàu ngầm và máy bay, do thiết giáp hạm Tirpitz hùng mạnh nhất lúc bấy giờ dẫn đầu. Mục đích của “Nước cờ quân mã” là xóa sổ hoàn toàn sự viện trợ bằng đường biển của quân đồng minh cho Liên Xô, cắt đứt tuyến đường biển huyết mạch chiến lược mà thông qua đó Liên Xô nhiều lần nhận viện trợ thành công. Được biết, PQ-17 là đoàn tàu kế tiếp đoàn tàu PQ-16 lên đường vào tháng 5/1942, gồm 35 tàu chở hàng, ba tàu cứu hộ và một tàu chở dầu với sứ mệnh hết sức đặc biệt. Vì thế, PQ-16 được một tàu sân bay, hai thiết giáp hạm, 21 tàu khu trục và sáu tuần dương hạm hộ tống.
Về mặt chính thức, nhiệm vụ hộ tống PQ-17 lần này do hải quân Anh đảm nhận với sự yểm trợ của các tàu chiến Mỹ, trong đó có cả tàu USS Washington. Còn tàu ngầm K-21 ban đầu chỉ được giao nhiệm vụ tấn công tiêu diệt địch trên các tuyến hàng hải mà hải quân phát-xít Đức sử dụng. Tuy nhiên, sau đó kế hoạch có sự thay đổi, trên cơ sở sự tương quan lực lượng giữa hai bên, Liên Xô buộc phải điều tàu ngầm K-21 dưới sự chỉ huy của Thuyền trưởng Nikolai Lunin hộ tống PQ-17 tại vùng biển Bắc Cực.
Theo đó, ngày 18/6/1942, K-21 được lệnh chính thức xuất phát. Sau 10 ngày cơ động liên tục trên biển, K-21 có mặt ở vị trí hộ tống theo kế hoạch. Đến ngày 5/7/1942, thông qua sóng âm, tàu ngầm K-21 đã phát hiện một biên đội tàu địch đang tiến thẳng về phía mình, trong đó có thiết giáp hạm Tirpitz cùng với các tàu tuần dương hạng nặng là Đô đốc Hipper và Đô đốc Scheer, đi trước là bảy tàu khu trục và hai tàu ngư lôi. Trước tình thế cấp bách, Thuyền trưởng Lunin lập tức ra lệnh cho bộ phận điều khiển đưa K-21 cơ động xuống độ sâu cần thiết, sau đó điều khiển tàu theo hướng chiến đấu, mai phục tiến công tàu địch bằng ngư lôi từ các ống phóng ở đuôi tàu. Thời điểm đó, tàu ngầm Liên Xô phải đối mặt hai mối nguy hiểm lớn: Biển lặng giúp cho địch có thể phát hiện ra kính tiềm vọng của tàu từ xa, do đó chỉ được phép sử dụng kính gián đoạn trong khoảng thời gian ngắn. Thứ hai là quân địch bố trí cả máy bay luôn rình rập, hộ tống phía trên biên đội tàu Đức, có thể dễ dàng phát hiện ra chiếc tàu ngầm đồ sộ của Liên Xô đang cơ động ở độ sâu thấp. Ngoài ra, biên đội tàu do Tirpitz dẫn đầu di chuyển với góc hướng thay đổi liên tục.
Hồi 17 giờ 38 phút ngày 5/7/1942, tàu Đức bất ngờ đổi hướng, làm sai lệch những tính toán của Thuyền trưởng Nikolai Lunin. Do thời gian theo dõi tàu địch qua kính tiềm vọng quá ngắn, Nikolai Lunin đã đánh giá nhầm các thông số chuyển hướng của tàu địch. Theo một giả thuyết, thuyền trưởng ra quyết định tấn công địch rồi quay tàu lại. Tuy nhiên, nhiều sai sót nhỏ kết hợp lại đã trở thành một sai lầm lớn. Loạt phóng bốn ngư lôi vào hồi 18 giờ 1 phút với tốc độ 44 hải lý/giờ nhằm về hướng mục tiêu đang di chuyển với tốc độ 22 hải lý/giờ đã thất bại, do ngư lôi không đủ tầm xa để vươn tới tàu chiến Đức.
Mặc dù vậy, thủy thủ đoàn K-21 vẫn nghe thấy tiếng nổ của hai quả ngư lôi, ngỡ rằng ngư lôi đã trúng mục tiêu. Tuy nhiên, thực tế là sau khi hết nhiên liệu, ngư lôi chìm xuống và phát nổ khi chạm đáy. Cũng có giả thuyết cho rằng, tiếng nổ mà thủy thủ đoàn tàu ngầm Liên Xô nghe thấy đó chính là tiếng nổ gây ra bởi các ngư lôi được phóng từ các khu trục hạm làm nhiệm vụ hộ tống Tirpitz.
Sau động thái này, đến 19 giờ 29 phút cùng ngày, tàu ngầm K-21 đã gửi báo cáo về các cuộc tiến công tàu chiến địch cho Sở chỉ huy Hạm đội Phương Bắc. Lập tức, Liên Xô chia sẻ thông tin này với các đồng minh, nhưng bức điện tín đã bị quân Đức chặn thu được. Nhận được báo cáo, giới lãnh đạo quân sự Liên Xô ra lệnh cho đoàn tàu PQ-17 phân tán theo nhóm ra các hướng khác nhau, theo đó, trên cơ sở nghệ thuật tác chiến, điều này tạo ra điểm yếu để đối phương có thể khai thác, nhưng may mắn yếu điểm này đã không được tàu ngầm và máy bay Đức tận dụng bởi phía quân đội Đức Quốc xã cũng rất hoang mang sau khi thu được bức điện của Liên Xô. Ngỡ rằng ý định tác chiến đã bị bại lộ, chỉ huy biên đội tàu Đức, Đô đốc Otto Schniewind, đã quyết định hủy bỏ chiến dịch “Nước cờ quân mã” và ra lệnh cho biên đội tàu chiến do Tirpitz dẫn đầu trở lại vịnh Na Uy.
Các nhà sử học quân sự cho rằng, nếu thời điểm đó quân Đức Quốc xã tiếp tục chiến dịch tiêu diệt PQ-17, thì Liên Xô sẽ phải hứng chịu những thương vong nặng nề hơn gấp nhiều lần. Trên thực tế, lúc đó 24 tàu thuộc PQ-17 đã bị hạm đội Đức đánh chìm mang theo xuống đáy biển 70% số xe tăng và máy bay, gần 80% số ô-tô và 63% lượng hàng hóa khác. PQ-17 nếu bị tiêu diệt hoàn toàn có thể khiến hoạt động vận chuyển hàng hóa theo tuyến đường Bắc Cực bị đình trệ trong một thời gian dài, buộc Liên Xô và quân đồng minh phải mất nhiều thời gian để nghiên cứu một hải trình bí mật khác.
Các nhà sử học cũng đưa ra nhiều dữ liệu minh chứng cho việc tàu ngầm K-21 đã không bắn trúng thiết giáp hạm Tirpitz. Theo các nhà sử học, vào thời điểm chặn thu được bức điện tín, biên đội tàu Đức Quốc xã đã di chuyển liên tục năm giờ đồng hồ mà không hề giảm tốc độ. Đây là điều không thể xảy ra nếu thiết giáp hạm Tirpitz đã bị trúng ngư lôi. Hơn nữa, sau khi kết thúc Chiến tranh thế giới thứ hai, các nhà nghiên cứu đã có cơ hội tận mắt tham quan thiết giáp hạm nổi tiếng của Đức Quốc xã. Quá trình khám nghiệm thân tàu Tirpitz sau khi bị không quân Anh đánh chìm năm 1944 không cho thấy có hư hỏng nào do trúng ngư lôi của tàu ngầm Liên Xô K-21 vào tháng 7/1942. Ngoài ra, những tài liệu được giải mật ngày nay cũng không ghi nhận bất cứ một cuộc tấn công nào, chưa nói đến thiệt hại do ngư lôi tàu ngầm gây ra.
Theo đánh giá của các chuyên gia quân sự, nếu ngư lôi phóng trúng mục tiêu, đây có thể sẽ là thắng lợi tuyệt vời của tàu ngầm K-21 trong cuộc đụng độ với biên đội tàu Đức Quốc xã nổi tiếng thiện chiến. Tuy nhiên, kinh nghiệm và sự may mắn là những thứ còn thiếu lúc bấy giờ. Cơ hội thành công của loạt bắn là không nhiều, nhưng không phải là không thể tận dụng. Những sai sót trong đánh giá các thông số chuyển động của mục tiêu do không đủ thời gian theo dõi tàu địch bằng kính tiềm vọng đã khiến cho loạt bắn ngư lôi của tàu bị chậm và không thể vươn tới mục tiêu.
Mặc dù vậy, thành công của K-21 là bảo toàn được lực lượng và buộc biên đội tàu hùng hậu của Đức phải rút gấp về căn cứ, khiến chiến dịch “Nước cờ quân mã” do Đô đốc Otto Schniewind chỉ huy thành công không trọn vẹn, gây thất vọng lớn đối với bộ chỉ huy Đức Quốc xã lúc bấy giờ. Đến thời điểm hiện tại, thực chất việc tàu ngầm Liên Xô K-21 có bắn trúng thiết giáp hạm Tirpitz trong chiến dịch này hay không vẫn còn là ẩn số, cần sự nghiên cứu sâu hơn nữa của các nhà sử học trong tương lai.