23 września UB-90 wyszedł z Kilonii na drugi rejs bojowy, udając się na wody Zatoki Biskajskiej trasą wokół Wysp Brytyjskich. 3 października w odległości 10 Mm na zachód od przylądka Loop Head U-Boot zatopił w przeprowadzonym bez ostrzeżenia ataku torpedowym zbudowany w 1914 roku uzbrojony brytyjski zbiornikowiec „Eupion” o pojemności 3575 BRT, przewożący ropę naftową z Filadelfii do Limerick (w wyniku ataku na pokładzie statku śmierć poniosło 11 marynarzy). Z powodu uszkodzenia jednej ze śrub i steru głębokości okręt nie mógł kontynuować rejsu ku wybrzeżom Francji i zawrócił do bazy. 15 października nadał przez radio meldunek o swojej pozycji, znajdując się w odległości 70 Mm na zachód od Stavanger.
16 października o godzinie 16:33 na wodach Skagerraku (na pozycji ) UB-90 został storpedowany i zatopiony przez brytyjski okręt podwodny , dowodzony przez kmdra ppor. (ang. Lieutenant commander) Philipa Esmonde Phillipsa. Znajdujący się na głębokości peryskopowej brytyjski okręt zauważył płynącego na powierzchni U-Boota i po 20 minutach odpalił salwę czterech torped. Zginęła cała, licząca w tym rejsie 38 osób załoga niemieckiego okrętu podwodnego.