Niemieckie okręty, które trafiły w amerykańskie ręce, zostały po ogólnych oględzinach przydzielone do programu testów skutków bombardowania lotniczego, które przeprowadzono w lipcu 1921 roku. Poza Ostfrieslandem obejmowało to krążownik Frankfurt, trzy niszczyciele i trzy okręty podwodne, zgromadzone ponad 50 mil morskich od wybrzeży Wirginii. Drednot był w tym towarzystwie najbardziej atrakcyjnym celem, który skupił też na sobie najwięcej uwagi, przy czym całe zdarzenie zostało wówczas szeroko nagłośnione, nie tylko w kręgach floty i lotnictwa.

Pomysłodawcą przeprowadzenia takich właśnie testów na dużą skalę był zasadniczo generał William "Billy" Mitchell, który spędził I wojnę światową w Europie, zawiadując obecnymi tam amerykańskimi siłami lotniczymi. Uchodził za entuzjastę tematu i wizjonera, przewidującego szybki wzrost znaczenia i możliwości bojowych samolotów. Testy miały potwierdzić jego przewidywania i udowodnić, że podobne próby, inicjowane wcześniej przez US Navy, dały mierne wyniki z powodu nierzetelnego ich przeprowadzenia. Z drugiej strony był chyba człowiekiem lubiącym robić wkoło siebie wiele hałasu, nie zawsze grającym fair dla osiągnięcia własnych celów i mającym niejakie kłopoty z asertywnością.

Z mniejszymi okrętami jego samoloty uporały się bez większych problemów, niemniej pancernik okazał się dla nich wyzwaniem. Pomimo wcześniejszych solennych zapewnień Mitchella, że nawet drednot może zostać zatopiony "w warunkach bojowych" przez jego lotnictwo, sprawa okazała się niełatwa. Wcześniejsze trafienia bombami o wagomiarze 270 kg spowodowały nabranie przez kadłub pewnej ilości wody, ale kontrola na miejscu nie wykazała istotnych uszkodzeń. Gdy następnego dnia doszło do ataku półtonowymi bombami, pomimo trzech bezpośrednich trafień okręt nadal nie tonął. W tym momencie Mitchell uznał, że pora zmienić reguły gry i nakazał atakowanie bombami tonowymi. Nie zastosował się przy tym do rozkazów, zgodnie z którymi miał pozwolić na kolejną inspekcję jednostki, załogi otrzymały zaś wyraźne polecenia, aby celować blisko burt okrętu, nie w sam kadłub. Podwodne eksplozje wręcz podrywały pancernik z wody, i to na parę metrów, bez wątpienia wywołując szereg przecieków poszycia. Po szóstej takiej eksplozji Ostfriesland zaczął gwałtownie tonąć rufą, po czym przewrócił się na przez lewą burtę i zatonął.

Generał Mitchell natychmiast odtrąbił wielki sukces (a prasa nagłośniła skwapliwie jego słowa), ale tak naprawdę cały pokaz nie miał wielkiego znaczenia. Pancernik został zatopiony w warunkach totalnie "niebojowych", będąc nieruchomym i niebronionym celem nawodnym bez jakichkolwiek drużyn awaryjnych na pokładzie. Co więcej, użycie bomb o wagomiarze dwóch tysięcy funtów nie zostało wcześniej zaakceptowane przez US Navy, co z czasem okazało się tylko jednym z punktów zapalnych między Mitchellem a siłami zbrojnymi USA, które ostatecznie doprowadziły w 1926 roku do jego odejścia ze służby. Późniejsze lata życia poświęcił na prywatne już głoszenie swoich idei, co było o tyle łatwiejsze, że z czasem lotnictwo rzeczywiście zaczęło zyskiwać możliwości, które on przedwcześnie mu przypisał.

Wrak spoczywa w odległości 67 mil morskich na wschód od Virginia Capes, na głębokości 115 metrów. Znajduje się dokładnie na samej krawędzi szelfu kontynentalnego. Pierwszy dotarł do niego Jacques Cousteau w 1979 roku, po czym US Navy zabroniła dalszych zejść, przez co kolejne (po pracowitym odtworzeniu koordynatów) miało miejsce dopiero w 1991 roku w wykonaniu trzyosobowej grupy nurków, zaś dokładny opis sonarowy sporządzono w ramach akcji Gary'ego Fabiana (Atlantic Deep-Water Canyons survey) w czerwcu 2011 roku.

Kadłub opadł na dno do góry stępką i sądząc po obrazie sonarowym rufa, która uderzyła o podłoże jako pierwsza, odłamała się w tym momencie i leży lekko wykrzywiona, pod kątem do reszty okrętu. Około 30 mil morskich na południowy wschód od Ostfrieslanda spoczywa na trochę mniejszej głębokości kadłub nieukończonego PCU Washington, zatopiony w ramach ćwiczeń artyleryjskich w 1924 roku, nie wspominając o szeregu innych wraków (jak wydobyty częściowo słynny USS Monitor, 1862) w które Zatoka Chesapeake zdaje się obfitować.