為了再次尋找沒有艦艇護航的船隻，德國潛艇部隊充分發揮了數艘1700噸級的新型供應潛艇(又稱“乳牛”)的多種後勤用途的特點，對特立尼達、裏約熱內盧和開普敦附近海域的單獨航行的船隻發動了攻擊。有了這種供應潛艇作保障，德國潛艇艇長就能夠把在巴拿馬運河附近海域和圭亞那沿海的巡邏距離增加一倍，並獲得巨大的戰果。5月份，德國潛艇在大西洋擊沉了26艘商船。在隨後的4個月中，盡管7月份美國對運輸船隊的護航延伸到西班牙港，平均每月仍有二十幾艘船隻被擊沉。盟國飛機的全日掩護(不同於飛機護航)也阻擋不了這些德國潛艇，因為潛艇在實施襲擊時保持著與運輸船隊同樣的航向和航速，從而規避了雷達的探測。1942年秋，同盟國的護航部隊在這些海域成功地擊沉3艘德國潛艇。可是在年底以前，德國潛艇繼續在特立尼達航道獲得了成功，因為在此期間仍有許多船隻在此海域單獨航行。
1942年第三季度，德國潛艇在加勒比海擊沉了1,505,888噸同盟國的運輸船隻。8月中旬，10艘潛艇進入巴西海域，對沿海的和橫渡大西洋的運輸船隻發動了閃電般的襲擊。U-507號潛艇在巴伊亞附近海域用魚雷擊沉了5艘巴西貨船，從而使巴西對德宣戰，並迫切提出要將近海運輸船隊係統擴展到特立尼達東南海域。護航兵力的缺乏推遲了最後這一海上環節的建立。但是，美國南大西洋艦隊司令G·H·英格拉姆海軍中將湊集了一支海上兵力，這支海上兵力足以挫敗德國再次擊沉一批運輸船隻的企圖。雖然鄧尼茨對這次收獲不大的攻擊不太滿意，但他仍於11月和12月向聖羅克角海域派出了第二批潛艇。在特立尼達與巴伊亞之間組織起定期的護航運輸隊之前，德國潛艇又擊沉了20多艘同盟國的運輸船隻。由於“卡塔利娜”式飛機炸沉了德國的U-164號和U-507號潛艇，同盟國總算挫敗了德國潛艇部隊所發動的這次遠程攻擊。
第五階段：重返中大西洋
在北美海域的運輸船隊采用了飛機及水麵艦艇護航之後，鄧尼茨決定將他攻擊的重點轉回到中大西洋。在那裏，德國潛艇可以任意攻擊那些沒有飛機掩護的運輸船隊。然而不久，他奉命將很大一部分潛艇兵力調去攻擊前往俄國北部的摩爾曼斯克運輸船隊。
前往俄國北部的英國運輸船隊開始於1941年8月。在1942年的頭三個月中，這些運輸船隊在德國潛艇和飛機的攻擊下所遭受的損失寥寥無幾；但隨著德國水麵艦艇兵力的北移，形勢很快發生了變化。“俾斯麥”號的姊妹艦、當時已服役的新戰列艦“梯爾比茲”號同“舍爾海軍上將”號、“呂佐夫”號和“希佩爾海軍上將”號一樣，也駛往挪威的基地。隨後的幾支運輸船隊都遭到了德國飛機和潛艇日益猛烈的襲擊。當時，由於英國艦艇在馬達加斯加作戰，美國的艦艇便增援了英國在斯卡帕灣的本土艦隊，並將參與保衛前往俄國北部的運輸船隊的行動。
在羅斯福和丘吉爾看來，派出這些運輸船隊是出於政治需要，是使俄國一同參戰必不可少的條件。可是，由於德軍對這條航線上的船隻實施日益激烈的攻擊，同盟國的輿論認為，這些運輸船隊簡直無異於自殺。5月間，PQ-16運輸船隊中的34艘商船損失了7艘，護航艦艇也傷亡慘重。德國海軍參謀部計劃采取一項全麵的軍事行動(即“跳馬”作戰)，準備使用飛機、潛艇，以及各種重型與輕型水麵艦艇來消滅下一支前往俄國的運輸船隊。
英國海軍部充分認識到這一嚴重危險，因此，為PQ-17運輸船隊提供了21艘護航艦，以及一支由3艘驅逐艦和4艘巡洋艦組成的掩護兵力；同時還派出一支遠距離支援部隊，其中包括2艘戰列艦(英國“約克公爵”號和美國“華盛頓”號)、3艘巡洋艦、13艘驅逐艦和英國“勝利”號航空母艦。1942年6月27日，由33艘商船、3艘救生船和1艘艦隊油船所組成的PQ-17運輸船隊駛離了冰島的赫瓦爾峽灣。當運輸船隊航行至熊島以北海域時(在那裏，午夜太陽持續照耀，有利於敵人的空襲)，運輸船隊遭到為時3天的猛烈攻擊。7月4日，攻擊達到了最高峰。在這段時間內，運輸船隊嚴守各種規定，因此，最大限度地減少了傷亡，並擊毀幾架德國飛機。運輸船隊終於挫敗了敵人的進攻，己方隻損失了4艘船隻，其中1艘被重創，但最終仍然駛抵港口。在粉碎敵人的攻擊之後，運輸船隊對勝利懷有極大的信心。但此時，英國海軍部卻發來了一係列令人費解的電報：
下午9時11分，特急電：巡洋艦部隊向西高速撤出。
下午9時23分，緊急電：鑒於敵人水麵艦艇的威脅，運輸船隊就地疏散，駛入俄國港口。
下午9時36分，特急電：運輸船隊立即疏散。
從這一係列極不尋常的電報中可以看出，海軍部確信“梯爾比茲”號將可能攻擊運輸船隊和巡洋艦部隊。雖然偵察機失去了同這艘德艦的接觸，可是英國海軍部認為：在7月5日之時以後它隨時將會對運輸船隊實施截擊。擔任支援的戰列艦與“勝利”號航空母艦由於在西麵距離太遠，不能進行幹預，而且這些兵力當時正在保衛西行的QP-13運輸船隊，該船隊已駛過揚馬延島，因而脫離了嚴重危險。第一海務大臣是根據錯誤的情報作出他的決定，他幹預和妨礙了1500海裏以外他所不能了解情況的海域的作戰活動。鑒於海軍部的電報的急迫性，巡洋艦部隊司令L·H·K·漢密爾頓海軍少將深感無可奈何，隻好照辦，並期待著與“梯爾比茲”號隨時相遇。而驅逐艦和護航艦也前往支援巡洋艦同“梯爾比茲”號這場預期之中的激戰。
具有諷刺意味的是，雖然“梯爾比茲”號、“舍爾海軍上將”號和“希佩爾海軍上將”號確實已開始進行“跳馬”作戰，但由於混亂的空中偵察和希特勒不作冒險的方針，它們在海上遊弋了10個小時之後又返回港口。英國海軍部雖然無法了解德艦將不實施攻擊的消息，但根據以往的經驗，他們卻知道，德國水麵艦艇部隊不願攻擊有強大護航兵力的運輸船隊，而且一向拒絕同哪怕是巡洋艦的護航兵力作戰。
疏散命令的執行結果導致PQ-17運輸船隊又損失了21艘船隻。在13艘抵港的船隻中，有11艘加入了其他殘餘的運輸船隊。在加入殘餘的運輸船隊的船隻中，僅損失了2艘，而損失的其餘19艘則是獨立航行的船隻。因此，從PQ-17運輸船隊的後一階段的命運中可以看出，即便是在最困難的條件下，保持運輸船隊的完整乃是確保商船安全的最有效的辦法。
這次行動產生了一係列重要的結果，最為明顯的是，英國決定在1942年秋季以前暫時停止向俄國北部派出運輸船隊。美國對於沒有有效地利用“華盛頓”號和它的僚艦大所失望。於是，金海軍上將便很快地將這些艦隻調往太平洋。從此以後，他以一種消極的態度來看待美、英海軍的聯合行動。與此同時，駐挪威的德軍完全被“跳馬”作戰的勝利激奮起來了。這樣一來，如果同盟國恢複向俄國北部派遣運輸船隊，那麼，他們所麵臨的危險性就更大了。
9月，當由40艘船隻組成的PQ-18運輸船隊在重兵保護下航行時，它的護航兵力中有英國的護航航空母艦“複仇者”號。該艦的航載機在運輸船隊的高射炮的配合下擊毀了約40架德國飛機。水麵護航艦艇擊沉3艘德國潛艇。運輸船隊雖然損失了11艘船隻，但隻有3艘是被潛艇擊沉的。這一回，運輸船隊沒有疏散，而是始終在一道航行，這再次證明運輸船隊集體行動是明智的。在隨後的幾個月中，因北非登陸即將開始，英國無力再向俄國派遣運輸船隊。後來英國采取了“細流”作戰，即派遣一些小批沒有護航的商船一起行動。結果，派出的13艘船隻中隻有5艘僥幸地抵達目的港，損失60%以上。
在南部海域，德國潛艇也活躍起來。10月中旬，德國的“冰熊”潛艇群穿過大西洋的海峽，伏擊了獨立航行的運輸船(其中包括命運不濟的英國運輸船“拉科尼亞”號)，隨後準備在開普敦附近海域發動一次進攻。U-179號潛艇當即被擊沉，但其他潛艇卻對好望角以東的航運造成極大的破壞，並聲稱於10月和11月在開普敦附近和莫桑比克海峽擊沉了31艘船隻。然後，它們開始返航。
鄧尼茨認識到，德國的潛艇部隊隻有在中大西洋才能取得決定性的勝利。到1942年7月，德國潛艇的建造速度已達到每月30艘。這種潛艇數量的增長使得鄧尼茨能夠承擔更大的風險去攻擊運輸船隊。由於同盟國的多數飛機和水麵艦艇都裝備了雷達，德國潛艇麵臨著越來越大的危險。除此之外，同盟國這時已擁有更多的護航艦艇，從而可以組成一些有6至8艘驅逐艦、護衛艦和小型護衛艦的反潛支援大隊。後來，護航航空母艦也與水麵艦艇配合行動。這些支援大隊配備了經驗豐富的人員，它們不擔負常規的護航任務，但隨時準備援助那些遭受德國潛艇猛烈攻擊的運輸船隊。
鄧尼茨深知飛機護航對德國潛艇所造成的新的危險，因此，他集中力量攻擊“黑坑”海域內的船隻。他在這一海域的兩側設立了警戒線，這樣，德國潛艇可以對從兩個方向駛入“黑坑”內的運輸船隊實施持續的攻擊，而潛艇本身可以不受飛機的襲擊。同盟國商船的損失在不斷增長，1942年11月已達807,754噸(注冊噸位)。鄧尼茨為了阻撓盟軍在北非登陸，被迫減弱了潛艇在“黑坑”海域的攻勢。但是隨後，德國潛艇仍然繼續在“黑坑”海域內實施攻擊，並於1943年3月達到了高潮。
到1942年聖誕節，同盟國感到他們必須設法對付高度集中的德國潛艇司令部所具有的那種戰略部署的靈活性。因此，同盟國政府首腦於1943年1月在卡薩布蘭卡與盟軍參謀長聯席會議的成員舉行了會議。他們一致同意“同盟國部隊的首要任務必須是擊敗德國的潛艇”，並指示召開參謀會議重新調整對大西洋運輸船隊的控製。隨後召開的華盛頓運輸船隊會議否決了關於建立同盟國聯合反潛指揮部的政治提議，並於3月1日采納了金海軍上將的一項方案。根據此項方案，英國和加拿大繼續負責對北大西洋運輸船隊的控製，而美國則負責中大西洋運輸船隊(從哈利法克斯以南的港口前往地中海和南大西洋)以及連鎖運輸船隊係統。
同盟國的運輸船隊是以字母為和數字為代號的，這些字母和數字表示出發港、目的地及特定的運輸船隊編號。主要的大西洋運輸船隊的航線和目的地有：哈利法克斯至英國(HX)、英國至哈利法克斯(ON)、錫德尼、新斯科舍至英國(SC)、英國至錫德尼(ONS)、波士頓至哈利法克斯(BX)、英國至直布羅陀(OG)、直布羅陀至英國(HG)、英國至俄國北部(PQ)(後改為JW)、美國至直布羅陀(UGS)、直布羅陀至美國(GUS)
在英國，海軍部的作戰研究人員分析了1941年至1942年運輸船隊的活動情況。他們發現，運輸船隊中被擊沉商船的數字完全不受船隊規模的影響。相反，被擊沉的商船隻取決於實施攻擊的德國潛艇的數量和水麵護航艦艇的數量(在沒有飛機護航時)。如果運輸船隊的平均規模由32艘增加到54艘，護航艦則要由6艘增加到9艘；而運輸船隊的損失則因船隊的擴大而減少56%，因護航艦的增加而減少25%。如果平均每天有8小時的空中護航，那麼，1941年至1942年期間所損失的船隻就可以減少64%。擴大運輸船隊的規模還會減少它們的航次，這樣，則可在不額外增加護航兵力的情況下加強每次船隊的水麵與空中的護航力量；而且由於商船的損失減少了，實際上無形中就增加了商船的貨物運輸量。
盡管1943年4月同盟國運輸船的損失下降到344,680噸，可是德國潛艇司令清楚地知道，這隻是一種暫時的現象，在繼3月份的激烈戰鬥之後這種下降是不可避免的。為了彌補因同盟國明顯改進防禦措施而造成的潛艇單艇作戰效果的下降，鄧尼茨計劃在北大西洋集中一支空前強大的潛艇兵力。4月28日，北大西洋上雙方最後較量的時刻終於來到了。西行的ONS-5運輸船隊在冰島附近海域受到德國潛艇警戒兵力的攔截，損失了一艘商船，隨後隻是由於駛入了一片迷霧，它們才幸免於遭受一次全麵攻擊。在費爾韋爾角附近海域，一陣狂風吹散了運輸船隊，護航隊指揮官P·W·格雷頓海軍中校出色地將這支42艘船隻的船隊集中起來，並向南駛去，結果闖入了一個集結有51艘潛艇的大艇群。5月4日，從紐芬蘭空軍基地起飛的“卡塔利挪”式飛機炸沉了U-630號潛艇，但是到了黃昏時，“山鳥”潛艇群從四麵八方圍了上來，截住了那些在北極光的映照下顯露出船形的貨船。11艘潛艇幾乎全部蜂湧般地撲向ONS-5運輸船隊的護航隊，拂曉前擊沉了7艘運輸船；翌日上午，又擊沉4艘掉隊的船隻。小型護衛艦“石竹”號使用深水炸彈炸沉了U-192號潛艇。但到了傍晚，又有15艘潛艇逼近，屢遭打擊的運輸船隊此時又麵臨著覆滅的危境。隨後，戰術形勢發生了徹底的變化。5月5日晚，ONS-5運輸船隊又緩緩地駛進了一片濃霧之中。雖然它受到個別潛艇的攻擊不下25次之多，但無一損失。鄧尼茨的潛艇因沒有雷達而多次被7艘護航艦驅走。新趕到的兩個反潛支援大隊對敵發起了勇猛的攻擊。它們充分發揮了雷達與高頻無線電測向儀的作用，徹底粉碎了德國人的阻撓，在午夜到拂曉間協助護航兵力又擊沉4艘潛艇。
德國潛艇與同盟國護航運輸隊之間所進行的這場海上搏擊戰竟成了大西洋爭奪戰中的最高潮。德國潛艇部隊在紐芬蘭附近海域遭到了這次意想不到的失敗之後，從此一蹶不振。德國的“狼群”最後一次擊毀了一支哈利法克斯運輸船隊的許多船隻。反潛支援大隊、護航航空母艦和遠程飛機的幹預是同盟國在大西洋取得勝利的關鍵。在ONS-5運輸船隊經受了嚴峻考驗之後的3個星期內，同盟國有12支運輸船隊通過了“黑坑”，總共隻損失了5艘船隻，而同盟國的空中與水麵護航兵力卻擊沉了13艘德國潛艇。對鄧尼茨的大規模而比較盲目的“狼群”戰術，英國的“誘殺”戰術當時取得了成功，迫使德國潛艇於5月份放棄了北大西洋，尋求危險性較小的遊獵區。鄧尼茨在“黑暗的五月”中蒙受了被擊沉41艘潛艇的巨大損失之後，他再次訴諸於噸位戰的戰略，命令潛艇南駛，企圖將德國潛艇部隊從覆滅之中挽救出來，以待技術條件發展之後再重返北大西洋。鄧尼茨的此項決定使同盟國的運輸船隊在諾曼底登陸之前的12個月中能夠較順利地通過北大西洋。由於同盟國反潛措施的有力加強和美國造船能力的極大提高，德國噸位戰的戰略瓦解了。7月份，同盟國每月的造船量終於超過了它在世界各地被軸心國所擊沉的數量。到1943年底，大西洋的同盟國取得了年產商船1440萬噸的成績，超過德國人估計數的40%。
1943年春末，英、美部隊聯合發動的強大的反潛攻勢不僅是軍艦與飛機生產日益增長的結果，而且也是組織上的全麵調整改組、人員的係統教育，以及水下軍事科學的決定性進步的產物。事實證明，對美國的反潛發展負有廣泛監督任務的美國第10艦隊的建立，對於促進有效的訓練、提供改進武器與戰術的科學方法，以及協調作戰情報都具有非常重要的意義。這個秘密的行政管理機構於5月1日建立。該機構在金海軍上將的親自領導下，並由F·S·洛海軍少將任參謀長，為大西洋艦隊的作戰提供了全麵支援。大西洋艦隊所屬的由護航航空母艦和驅逐艦或護航驅逐艦新組成的獵潛群，不久將在中大西洋發揮它們的威力。