В первые недели войны участвовал в нескольких боевых операциях, обеспечивал ПВО Полярного и сбил один вражеский самолет.
20 июля 1941 года "Стремительный" стоял на якоре на рейде Полярного между мысами Сизый и Чижевский. Ближе к вечеру в небе внезапно появились восемь бомбардировщиков "Юнкерс-88" и тотчас же атаковали эсминец. Самолеты сбрасывали бомбы, пикируя с высоты 200-400 метров, четыре из них попали в корабль.
Эсминец разломился и затонул. Потери в личном составе оказались очень тяжелыми: погиб 121 человек, в том числе 109 членов экипажа.
