V decembri 1941 malo Nemecko 253 ponoriek, z toho 90 v bojovom nasadení. Kriegsmarine zahájila akcie proti severoamerickej lodnej doprave, ktorá sa ešte neprispôsobila podmienkam námornej vojny. V dobe od 11. januára do 7. februára 1942 prebiehali operácie nemeckých ponoriek "Paulzensehlog" pri americkom pobreží. V januári 1942 potopili 327 357 brt lodného priestoru, vo februári 476 451 a v marci 537 980 brt. Bolo to až 242 nákladných parníkov plávajúcich medzi prístavmi na atlantickom a brazílskom pobreží. Ponorky, v akcii proti konvojom PQ 13 a PQ 9 smerujúcim do alebo z Murmanska, potopili desať lodí. Podobne bolo v apríli 1942 z konvojov PQ 14, QP 10 v Severnom mori plávajúcich do Murmanska, potopených desať lodí. Koncom mája 1942 zaviedli aj Američania podľa britských skúseností systém konvojov. Urýchlene bolo prestavané väčšie množstvo veľkých nákladných lodí na doprovodné lietadlové lode a väčšina z nich dostala zdokonalený hydroakustický prístroj na odhaľovanie ponoriek (Sonar).
Od vstupu USA do vojny až do jari 1942 Američania stratili 495 lodí, z toho 142 cisternových. Tieto straty boli hradené veľkosériovou výstavbou strednej nákladnej lode typu Liberty.
Nemecké ponorky sa stále viac zameriavali na útoky proti konvojom vezúcim vojenskú pomoc ZSSR. Jedna z najväčších tragédii konvojov sa stala v dňoch 1. až 10. júla 1942, kedy prebiehal boj o konvoj PQ 17 plávajúci v Severnom mori s bojovou technikou pre ZSSR. Tvorilo ho 36 dopravných a 21 doprovodných lodí. Na konvoj v priebehu desiatich dní útočili ponorky, krížniky a 202 bombardovacích lietadiel. Straty konvoja boli veľké - potopených bolo 24 lodí (143 977 brt). So zničenými loďami išlo na dno mora 335 áut, 430 tankov, 210 lietadiel a 99 316 t ďalšieho vojenského materiálu. Pre britskú admiralitu to bol šok. Aj preto sa dodávky do ZSSR severnou námornou cestou dočasne prerušili.
Velenie Kriegsmarine nasadilo do akcií v roku 1942 výkonnejšie typy ponoriek, ale aj nové cisternové a nákladné ponorky. Nákladná ponorka niesla až 700 t pohonných hmôt, ale aj náhradné dielce, lekára a mechanikov pre nutné opravy na mori. Avšak od jari 1942 začalo britské letectvo v boji s ponorkami zvyšovať svoju bojovú efektívnosť. Počet potopených ponoriek sa zvyšoval vďaka zavedeniu prieskumných rádiolokátorov do palubnej výstroje protiponorkových lietadiel. V druhom polroku 1942 bolo mesačne potopených 10-11 ponoriek. Fregaty, torpédoborce a iné plavidlá boli vybavené novými vrhačmi hlbinných náloží "Hedgebog", ktoré objavenú ponorku pod morskou hladinou zasypali salvou 24 pätnásť kilogramových granátov.

V auguste 1942 boli napadnuté konvoje WS 21S, SC 95, SL 118, ONS 122, SL 119, SC 97 a aj nákladné lode pri brazílskom pobreží. Ponorky potopili celkom 20 lodí. V októbri 1942 potopili zo siedmich konvojov 35 lodí pri strate šiestich ponoriek; v novembri 1942 obchodné loďstvo Spojencov stratilo pod údermi torpéd 119 lodí. V decembri 1942, aj napriek krutým mrazom, boj o konvoje neutíchol. Nemecké ponorky napadli konvoje HX 217, ON 153, ONS 152 a potopili osem nákladných lodí pri strate dvoch ponoriek. Ponorky Kriegsmarine dosiahli rekord - za rok 1942 potopili celkom 1160 lodí. Nemecké lodenice dodávali námorníctvu v roku 1942 priemerne za mesiac 18,5 ponorky (plánovaný počet 22,5 ponoriek nebol splnený kvôli leteckému bombardovaniu lodeníc).
Útoky nemeckých ponoriek, aj napriek ich technickému zdokonaľovaniu, mali čím ďalej väčšie straty - vo februári 1943 bolo zničených 19 ponoriek, ale už v marci bolo do bojov nasadených 50 nových. Boj s konvojmi sa časovo predlžoval, trval niekoľko dní a prinášal posádkam lodí i ponoriek veľké psychické zaťaženie. Tak boli v dňoch 16. až 20. marca 1943 napadnuté konvoje HX 229 a CS 122, ktoré z celkového počtu 100 nákladných lodí stratili za päť dní 21 lodí. Táto operácia nemeckých ponoriek býva označovaná za "najväčšiu konvojovú bitku druhej svetovej vojny".

Straty spojeneckých konvojov poklesli od apríla 1943. Na ich ochranu bolo nasadených viac lietadiel a zavedené nové prieskumné hydroakustické prístroje ASDIC. Konvoje začali mať ochranný doprovod tvorený dvomi až tromi torpédoborcami, štyrmi až šiestimi korvetami a jednou, dvomi fregatami. V blízkosti plavebných dráh konvojov operovali aj veľké spojenecké vojnové lode. Koncom apríla 1943 operovalo v Atlantiku 60 ponoriek. Bol to najväčší počet dosiahnutý Nemcami v druhej svetovej vojne. Napriek tomu boli stále častejšie prípady, že pri útoku na konvoj nebola potopená ani jedna nákladná loď, ale naopak - zničení boli práve útočníci.

V máji 1943 už malo britské letectvo pobrežnej obrany 30 perutí (v tom aj 311. čs. bombardovaciu peruť) a Nemci prišli o 41 ponoriek. Flotila Kriegsmarine sa rátala na 536 ponoriek. Vzrastajúce straty však viedli admirála Dönitza k zastaveniu útokov ponoriek na spojenecké konvoje v severnom Atlantiku. V ponorkovej vojne to bol rozhodujúci zlom.
Na jeseň 1943 sa bitka o Atlantik niesla v znamení prevahy prostriedkov protiponorkovej ochrany nad útočníkom. Koncom roku 1943 už bola väčšina ponorkových útokov proti konvojom neúspešná. Tzv. "vlčie svorky" ponoriek v severnom Atlantiku už tvorili len dve-tri plavidlá.

Posledná skupinová akcia ponoriek v Atlantiku sa uskutočnila 7. novembra 1943. Pri bilancii strát nákladných lodí a ponoriek za rok 1943 vyšlo pre Nemcov už nepríjemné hodnotenie - na jednu potopenú nákladnú loď pripadla jedna zničená ponorka. V roku 1944 sa začala prejavovať ekonomická prevaha Spojencov vo vojne, a teda aj v bitke o Atlantik. V roku 1944 mali Spojenci pre boj proti nemeckým ponorkám viac ako 300 torpédoborcov a 700 ďalších sprievodných lodí (lietadlové lode, korvety, fregaty). Na každú nemeckú ponorku pripadlo 7-8 sprievodných lodí. Plavba spojeneckých konvojov začala byť bezpečnou. Od januára do marca 1944 preplávalo Atlantickým oceánom 3360 nákladných lodí v 105 konvojoch. Potopené boli len tri lode. Naopak, v tej istej dobe bolo zničených 29 ponoriek. Začiatkom mája 1944 operovalo v severnom Atlantiku už len päť nemeckých ponoriek, ktoré sa snažili napádať lode zo spojeneckých konvojov plávajúce prevažne medzi britskými ostrovmi, francúzskymi a belgickými prístavmi.

V roku 1945 operovalo v Atlantickom oceáne v rámci PPO 20 prieskumno-úderných skupín, z ktorých každá mala v zostave 1-2 sprievodné lietadlové lode, 2-3 torpédoborce a 3-4 fregaty. Poslednými väčšími nemeckými akciami proti britským konvojom bol útok nemeckých bojových plavidiel 21.-22. marca 1945 pri východnom pobreží Veľkej Británie a v dňoch 7.-8. apríla 1945 proti britskému konvoju plávajúcemu k belgickým prístavom.

Fašistické vojnové loďstvo nasadilo od 1. septembra 1939 do 9. mája 1945 do námorných bojov celkom 1099 ponoriek. Loďstvo Spojencov (okrem ZSSR) stratilo v ponorkovej vojne 2828 lodí s celkovou tonážou 14 687 tis. brt. Nemecko stratilo vo vojne 781 ponoriek, z ktorých 658 bolo zničených priamo na mori, 63 v lodeniciach a základniach, ostatné zmizli z neznámych príčin.