W swoim ostatnim rejsie Goya płynął w konwoju statków wiozących niemieckich uciekinierów z Prus Wschodnich i Gdańska. 16 kwietnia 1945 u wybrzeży południowego cypla Mierzei Helskiej - po czterech godzinach od wyjścia z portu - został zaatakowany i uszkodzony przez radzieckie bombowce. Goya płynął w konwoju z mniejszymi transportowcami - Kronenfels i Aegir. Prędkość konwoju ograniczały kłopoty Kronenfelsa z silnikiem, który był nawet zmuszony do zatrzymania maszyny na 20 minut celem dokonania naprawy. Wieczorem 16 kwietnia, Goya został wykryty przez radziecki podwodny stawiacz min L-3, uzbrojony także w torpedy. Mimo stosunkowo silnej eskorty - osłonę konwoju tworzyły dwa stawiacze min - M-256 i M-328, o 23:52 w odległości kilkunastu mil od Rozewia, L-3 wystrzelił 4 torpedy, z których 2 trafiły w statek. Jedna trafiła w dziób a druga w śródokręcie, niszcząc maszynownię i powodując eksplozję, która przełamała Goyę na pół. Statek zatonął w ciągu 4 minut, wkrótce po północy. Tak szybkie zatonięcie uniemożliwiło jakąkolwiek planowaną akcję ratunkową na pokładzie Goi. W lodowatej wodzie zginęło co najmniej 6000 osób, możliwa jest większa liczba ofiar, bowiem bardzo prawdopodobne jest, że na pokładzie znajdowały się osoby nieujęte na liście pasażerów. Okręty eskorty zdołały wyłowić zaledwie 182 osoby, z których 9 wkrótce zmarło (176 żołnierzy i 4 cywilów). Niektóre źródła podają iż uratowało się zaledwie 98 osób, niektóre 165 a jeszcze inne 334 osoby.

Dowódca okrętu podwodnego kapitan Władimir Konowałow został za tę akcję uhonorowany najwyższym radzieckim wyróżnieniem wojennym: tytułem Bohatera Związku Radzieckiego.