Als die Ostfront immer näher an Stettin heranrückte, wurden wichtige Teile ausgebaut. Damit die Graf Zeppelin den Sowjets nicht in die Hände fiel, wurden auf Anordnung des Kommandierenden Admirals der westlichen Ostsee, Kapitän z.S. Wolfgang Kähler, Wasserbomben in den Maschinen- und Kesselräumen gezündet. Die Graf Zeppelin sank mit undicht gewordenen Flutventilen, zwei zerstörten Hauptturbinen, vier zerstörten Turbogeneratoren, einem zerstörten Hilfskessel, sowie diversen zerstörten Schotts im Bereich der Maschinen- und Hallendecks auf den Grund der Mönne. Diese war hier nur rund sieben Meter tief, so daß die beabsichtigte Versenkung so gut wie garnicht stattfand -in den Räumen der Antriebsanlagen stand das Wasser nur rund 1,6m über dem Doppelboden. Auch die durch die Sprengungen beabsichtigte große Zerstörungswirkung konnte nicht mehr herbeigeführt werden, weil es schlicht an Sprengmitteln fehlte. Die für die Flugzeuge vorgesehenen Anlagen wiesen lediglich in Form der durch die Explosionen aus den Führungen gerissenen und nach oben auf das Deck geschleuderten Flugzeugaufzugsplattformen einen Schaden auf.
Bei der weiteren Beschädigung der Graf Zeppelin halfen die Sowjets -ein wenig. Denn bei der Einnahme von Stettin sahen zahlreiche Artilleristen und Panzer den Träger als lohnendes Ziel an. So erhielt der Rumpf insgesamt 37 Treffer, zwei davon unter der Wasserlinie. Die 2cm dicke Panzerung hatte aber das Durchschlagen der Geschosse verhindert, so daß kein wirklicher Schaden durch den Artilleriebeschuß eingetreten war.
Im März 1946 hob der Bergungsdienst der Baltischen Flotte das Wrack, legte es im Hafen von Swinemünde auf.

Dort wurde es von der Studienkommission des Forschungsinstitutes der Roten Flotte unter Leitung des Admirals G.I. Levchenko untersucht um die Konstruktion des Trägers besser kennenzulernen. Die Kommission kam zu dem Ergebnis, daß der Träger nur 30% seiner Funktionsfähigkeit eingebüßt hatte und wegen seiner hohen Entwicklungsstufe für den künftigen sowjetischen Flugzeugträgerbau von herausragender Bedeutung sein könnte. Man müßte nur die gesprengten zwei Hauptturbinen ersetzen und könnte den Träger dann nutzen. Diese Darstellung stimmte zwar so nicht, da auf dem Träger noch allerlei andere Teile fehlten, aber diese Aussage war rüstungspolitisch motiviert. Admiral N.G. Kusnetzow, seinerzeit zugleich Volkskommissar der Kriegsmarine, wollte den Träger unbedingt für die Rote Flotte haben da diese damals noch über keinen einzigen verfügte. Sein Vorhaben versuchte Admiral Kusnetzow bei zwei Gelegenheiten mittels eines Vortrags bei Stalin zu erreichen. Mittlerweile hatte die Rote Flotte ab dem 19. September 1946 die Graf Zeppelin offiziell in die eigene Schiffliste aufgenommen. Die Zuständigkeit für das weitere Ausforschen wurde am 3. Februar 1947 dem zur Roten Flotte gehörenden Forschungsinstitut "A.N.Krylow" in Leningrad übertragen. Die Graf Zeppelin wurde nun als Versuchsmutterschiff ohne Eigenantrieb klassifiziert und erhielt die taktische Kennung PB-101.
Die Entscheidung über das weitere Schicksal der PB-101 fiel weitab von Stettin -in Potsdam. Im Sommer 1945 begannen dort auf der sogenannten Potsdamer Konferenz die Gespräche zwischen den Siegern über das besiegte Deutschland. Hierbei kam auch die Verteilung der Beute zur Sprache. In Bezug auf die ehemals deutschen Einheiten der Kriegsmarine kam man schließlich überein, die noch nicht in Dienst gestellten Schiffe bis in längstens sechs Monaten in Dienst zu stellen. Alle bis dahin nicht reparierten oder fertiggstellten Schiffe mußten dann endgültig beseitigt werden, sei es durch Verschrotten oder Versenken. Stalin war zum Leidwesen seiner Admirale ein Anhänger großer Schlachtschiffe und hatte aus der Seekriegsführung des 2. Weltkrieges nichts über die herausragende Bedeutung von Flugzeugträgern gelernt. Ein politischer Wille, nun unter Hochdruck noch die ausstehenden Arbeiten an PB-101 ausführen zu lassen, war damit nicht vorhanden. PB-101 mußte also beseitigt werden. Ein Job, mit dem man sich in der Sowjetunion zu diesen Zeiten bestens auskannte :-)
Nichtsdestotrotz wurde noch eine weitere Untersuchungskommission eingesetzt die sich mit PB-101 auseinanderzusetzen hatte. Diese Kommission wurde von Admiral J. Rall geleitet und sollte Aufschluß über die Wirkung von Waffen an Schiffszielen geben. Das Schiffsziel an dem diese Wirkungen zu testen waren, sollte PB-101 sein.
Behufs diesen Zwecks wurde PB-101 von Swinemünde in die mittlere Ostsee nordwestlich der Halbinsel Hela geschleppt und dort an die Kette gelegt. Am 16. August 1947 begannen die Testreihen der Überwasserdetonationen im Rumpf der PB-101 mit der Zündung von Fliegerbomben mit einem Gewicht von 100 bis 1.000kg sowie von Granaten des Kalibers 18cm. Es folgte der Abwurf von 60kg-Bomben durch Bomber des Typs Pe-2. Hieran anschließend sollten eigentlich die Testreihen für Detonationen unter der Wasserlinie durchgeführt werden. Doch am 17. August 1947 verschlechterte sich die Wetterlage. PB-101 hatte außerdem seinen Buganker verloren und begann auf eine nahe Untiefe zu driften. Damit bestand die Gefahr, daß der Träger dort als Schifffahrtshindernis festkommen würde. Der Kommandeur vor Ort entschloß sich deshalb die PB-101 zu versenken und erteilte dem Kommandanten des Torpedoschnellbootes TKA-505 den entsprechenden Befehl. Dieser löste einen Torpedo und traf mittschiffs Steuerbords. Dies führte aber nur eine Schlagseite von fünf Grad herbei. Nun versuchte der Zerstörer Slavnyy sein Glück und löste ebenfalls einen Torpedo. Dieser traf und bewirkte einen Trimm im Vorschiff. PB-101 begann nun zunehmend nach Steuerbord zu krängen. Nach 20 Minuten war die ehemalige Graf Zeppelin gekentert und gesunken....