第一枚鱼雷击中舰桥下面的船身，紧接着，弥漫的煤炭粉尘引起了猛烈的爆炸。
船上的旅客在惊慌失措中拥上了救生艇甲板。秩序极为混乱，因为船身急速倾斜，只有右舷的救生艇可以使用。18分钟后，卢西塔尼亚号带着她的1195名乘客和船员沉入了大海。不过比起两年前沉没的泰坦尼克号，幸运的是那些还来得及弃船的乘客被迅速赶来的爱尔兰渔船救了起来，不至于在海水中冻死。
卢西塔尼亚号的沉没在大西洋两岸引起了极度的震惊。美国和英国纷纷指责这是一场残酷的谋杀，德国的报纸则声称卢西塔尼亚号是一艘军火船，否则不会这么快沉没。美国国内“立刻对德国宣战”的呼吁声嚣日上。德国迫于舆论压力，同时因为需要稳住美国人，不但承诺不再攻击美国船，而且还付出了巨额的赔偿金。
由于1915年5月的欧战形势是德国处于完全的上风，美国政府判断形势后，在逼迫德国作出宣布终止‘无限制潜艇战’的承诺后，决定接受德国方面的处理结果。
然而，1917年初，事隔2年之后德国人重新祭出了‘无限制潜艇战’的战略，高达上百艘的德国海底狼群部队在大西洋上疯狂的狩猎跟袭击美国向英国跟欧洲大陆运送物资跟军火的商船。一时间英国