שיטת השיירות ננקטה על ידי האדמירליות הבריטית החל מתחילת המלחמה, כלקח ממלחמת העולם הראשונה (למעשה, שיטת השיירות הייתה נהוגה עוד בימי הקיסרות הרומית, וגם בריטניה השתמשה בה שנים רבות, בזמן המלחמות הנפוליוניות ועוד לפני כן).
מבקרי השיטה טענו ששיירה היא מטרה גדולה ונוחה בהרבה עבור הצוללות מאשר אוניות בודדות, ולפיכך עדיפה הפלגה של אוניות בודדות, שאותן קשה יהיה יותר לצוללות למצוא. ואולם, טענה זו לוקה במעין טעות אופטית, שכן היא מתעלמת מגודלו העצום של האוקיינוס, מחד, ומהרגלי השיט של האוניות ושיטות המארב של הצוללות. אל מול גודלו של הים, אין משמעות להבדל בין אונייה אחת לבין שיירה. אוניות מפליגות בנתיבים קבועים, בדרכן אל ומהנמלים. הצוללות היו אורבות בנתיבים אלה; כאשר אוניות הפליגו כבודדות, היו לצוללות מטרות רבות, וגם אם החמיצו אונייה אחת, היו יכולים להמתין לבאות. לעומת זאת, כאשר התארגנו האוניות בשיירה התרוקן הים למעשה. הצוללות היו צריכות להמתין זמן רב, שלא תמיד עמד לרשותן, עד להופעת השיירה. מעבר לכך, לא ניתן היה להגן על כל אונייה, אך על השיירות קל היה בהרבה להגן. עובדתית, האבדות שנגרמו לאוניות בודדות היו גבוהות בהרבה מאלה שנגרמו לאוניות שהפליגו בשיירות, בערך ביחס של 20:80.
הבעיה העיקרית ביישום השיטה הייתה פסיכולוגית: הפעלת השיירות הייתה מנוגדת לגמרי למסורת ההתקפית של הצי, שגרסה שיש ליטול את היוזמה, לחפש את האויב ולתקוף אותו. הפלגה בשיירות הותירה את היוזמה בידי האויב, לכאורה, והייתה לכאורה הגנתית בעיקרה; עבר זמן רב עד שבעלות הברית הבינו, שהשיירה מונעת מהצוללות לתקוף בכל מקום שבו ירצו, ומכריחה אותן להתמודד עם אוניות הליווי - פרדוקסלית, דווקא זו הייתה השיטה ההתקפית ביותר.
בכל שיירה היו כמה עשרות אוניות סוחר, שסודרו בשמונה עד שנים עשר טורים, כ-900 מטרים בין טור לטור ובין 500 ל-600 מטרים בין אונייה לאונייה. בדרך זו, שיירה בת תשעה טורים התפרסה על חזית של יותר משמונה קילומטרים, ובאורך של יותר משני קילומטרים. האדמירליות העדיפה שיירות רחבות וקצרות מאשר שיירות ארוכות, שכן בטורים ארוכים אבד לעיתים קרובות הקשר עם האוניות האחוריות. שיירות שהובילו גייסות נעו במהירות 12 עד 15 קשר, ואילו אוניות סוחר נעו במהירות איטית יותר, בין 7 ל - 9 קשר.
על אוניות הסוחר פיקד קומודור, בדרך כלל קצין צי שפרש לגמלאות; אוניית הדגל שלו הייתה בדרך כלל אחת מאוניות הסוחר המהירות יותר. לשיירות צורפו גם גוררת ואוניית חילוץ, שנועדו לסייע לאוניות פגועות.
שיירות הפליגו בכל הנתיבים באוקיינוס האטלנטי: מצפון אמריקה לבריטניה, מבריטניה לגיברלטר, מגיברלטר לסיירה לאון ומשם לדרום אפריקה; כך גם לרוחב דרום האוקיינוס האטלנטי, ברזיל, ולאורך חופי דרום אמריקה וצפון אמריקה. אחד מנתיבי השיירות המסוכנים ביותר היה מבריטניה לברית המועצות, למורמנסק - נתיב מסוכן הן מבחינת מזג האוויר הקשה (השיירות חצו בדרכן את חוג הקוטב, מצפון לקו הרוחב 60°) והן מבחינת קרבתן לנמלי גרמניה. גם בים התיכון הפליגו שיירות, למלטה ולמצרים.
השיירות סומנו על ידי האדמירליות בקודים שונים, החל מתחילת המלחמה:
השיירות הפליגו בנתיבים מתוכננים מראש, אך כל שיירה קיבלה הנחיות לאורך הדרך ממרכז השליטה של הצי הבריטי, ומאוחר יותר גם ממרכז שליטה של צי ארצות הברית.
ככל שהתקדמה המערכה, הופיעו אוניות סוחר גדולות, מהירות וזריזות יותר; האוניות הקטנות והאיטיות היו הקרבנות הראשונים במערכה. הקפטיינים והצוותים של אוניות הסוחר למדו לשמור טוב יותר על מבנה בשיירה. החל מ-1943 תפסו אוניות מדגם ליברטי - אוניות סוחר שיוצרו בארצות הברית בשיטה מתועשת ומהירה (לפי מקורות שונים, תוך ארבעה ימים יוצרה אונייה) - נתח גדל והולך מבין אוניות הסוחר שהפליגו בשיירות, ובדרך זו השלימה את האבדות הכבדות שספגו השיירות.
צוללות.
גרמניה השיקה במהלך המלחמה 1155 צוללות, חלקן נסיוניות, מ-26 דגמים ותתי דגמים שונים. רובן הגדול של הצוללות לא היו צוללות במובן המודרני של המילה, כלי שיט המסוגלים לשהות זמן ממושך מתחת לפני הים. הצוללות הגרמניות היו למעשה כלי שיט בעלי יכולת צלילה. הן הפליגו על פני הים, וצללו רק כדי להתחמק מגילוי וכדי להתקרב לתקיפה. הדגם העיקרי של הצוללות הגרמניות, VIIC, שממנו יוצרו 568 צוללות (כמעט מחצית), יכול היה להגיע למהירות של 17.7 קשר על פני המים, בעזרת מנוע דיזל ורק 7.6 קשר בצלילה, בעזרת מנוע חשמלי המונע בעזרת סוללות. הצוללת לא הייתה יכולה לשהות מתחת למים יותר מ-12 שעות; זה היה הזמן שלו הספיק מלאי האוויר. רק לקראת סוף המלחמה החלו להופיע דגמי צוללות שצוידו בשנורקל, שאיפשר להן לחדש את מלאי האוויר מבלי לעלות אל פני המים.
יתרונה הגדול של הצוללת היה הטווח הגדול שלה: בשיוט במהירות של 10 קשר, היה הטווח 13,500 ק"מ, גדול בהרבה מזה של משחתת. הצוללות היו יכולות לרדת לעומק של כ-180 מטר אם כי רבות מהן עברו כנראה את העומק הזה בעת התחמקות מפצצות עומק. רק בסוף המלחמה הופיעו דגמים חדשים בעלי יכולת צלילה אמיתית, אך הן הופיעו מאוחר מכדי לשנות את גורל המערכה.
חימושה העיקרי של הצוללת היה הטורפדו; בדגם VIIC היו 14 טורפדות, שנורו דרך ארבעה צינורות טורפדו בחרטום ואחד בירכתיים. דגם IX, הדגם המוצלח ביותר, נשא 19 טורפדות. בצוללת שירתו 50 אנשי צוות, בצפיפות רבה. ככלל, הצוללות גילו עמידות וחוסן גדולים בהרבה מהערכות בעלות הברית, וצוללות רבות שרדו מתקפות ממושכות, אם כי כאשר נאלצו לצלול איבדו בדרך כלל את המגע עם השיירות.
הצוללות היו מפליגות בציפה, ונותרות במצב זה רוב הזמן. במלחמת העולם הראשונה נהגו הגרמנים לשלוח צוללות כציידים יחידים (כך נהגו גם ציים אחרים במלחמת העולם השנייה); ואולם, מפקד הצוללות הגרמניות במלחמת העולם השנייה, קרל דניץ, יצר טקטיקה שונה: הצוללות פעלו כצוותים, שנקראו "להקות הזאבים" (wolf pack; בגרמנית נקראה השיטה Rudeltaktik). הן היו מתפרסות בקו לרוחב נתיב ההתקדמות המשוער של השיירה. כאשר אחת מן הצוללות הייתה מבחינה בשיירה, היה נשלח שדר למפקדה בברלין; מפקדת הצי הייתה מכוונת את הצוללות של אותה קבוצה אל השיירה, וההתקפה הייתה נערכת על ידי מספר רב של צוללות באותה עת. לקראת תחילת ההתקפה היו הצוללות יורדות אל מתחת למים. בתחילה היו יורות טורפדו מרחוק, דרך מסך הליווי; לאחר שאוניות הליווי היו נעות כדי לאתר את הצוללת התוקפת, הן היו שואפות לנצל את הפירצה שנוצרה וחודרות אל תוך השיירה עצמה. בכך היו מקצרות את הטווח, וגם מתחמקות מגילוי בעזרת הבלבול שנוצר בהחזרי הסונאר, עקב הרעשים מהאוניות הרבות.
כלי הנשק של הצוללות.
החימוש העיקרי של הצוללת היה הטורפדו. הטורפדו הסטנדרטי שבו השתמשו הצוללות היה מדגם G7e, ונקרא T2. יתרונו הגדול היה הנעתו החשמלית, שלא הותירה שובל על פני המים (במלחמת העולם הראשונה הונעו הטורפדו על ידי אוויר דחוס, שהותיר שובל על פני המים וגילה את מיקומה של הצוללת). הטורפדו יכול היה להגיע עד לטווח של כ-5 קילומטר, ונע במהירות רבה - כ-30 קשר. בהמשך המלחמה יוצרו תתי דגמים שהגיעו לטווח רחוק יותר, ונעו מהר יותר. ואולם, החידוש הגדול בתחום זה הוכנס במרץ 1943; היה זה טורפדו בעל יכולת ביות, שנע בעקבות רעש. בדרך זו התביית הטורפדו אל רעש המדחפים של האוניות. דגם זה נקרא T4. בסתיו 1943 הוכנס לשירות דגם T5, שנועד במיוחד לפגוע באוניות הליווי; ראש הביות תוכנת לחפש את הרעש החזק ביותר בסביבה, רעש שבאופן טבעי היה שייך למנועיהן החזקים יותר של אוניות הליווי. טורפדו זה היה מסוכן גם לצוללות, שכן גם הצוללת הפיקה רעש חזק, ולכן פותחו תרגולות מיוחדות לחמיקה ממנו לאחר השיגור. לפחות שתי צוללות הוטבעו על ידי הטורפדות שלהן עצמן. אוניות הליווי התמודדו עם טורפדות אלו בעזרת מתקני הסחה, שהוטלו למים ויצרו רעש חזק משלהן; הגרמנים ניסו לשפר את הטורפדות כדי שלא יופרעו על ידי מתקנים אלה.
הצוללות נשאו גם תותחים על סיפונן. תותחים אלו נועדו להשמדת אוניות שנפגעו אך טרם טבעו; במקרים נדירים הופגזו גם מטרות חוף. רוב הצוללות נשאו תותחים בקוטר 88 מ"מ (לא מדגם התותח המפורסם שהיה בשימוש הורמאכט); צוללות גדולות יותר נשאו תותחים גדולים יותר, בקוטר 105 מ"מ. החל מ-1943 הורדו התותחים מרוב הצוללות.
צוללות נשאו גם נשק נ"מ מסוגים שונים, שנועדו להילחם באיום האווירי (ראו להלן) ההולך וגובר. כמחצית מן הצוללות שהוטבעו נפגעו מן האוויר, עובדה המראה את חוסר יעילותו של נשק זה. צוללות גם נשאו מוקשים ימיים מסוגים שונים.
אוניות הליווי.
עם תחילת המלחמה שימשו משחתות כאוניות הליווי העיקריות לשיירה. הן היו זריזות ומהירות, אך בשל ההדחק הקטן יחסית שלהן וגופן הצר, הן לא התאימו לתנאי מזג האוויר הקשים של האוקיינוס האטלנטי; מעבר לכך, המשחתות תוכננו לכתחילה לקרבות מול אוניות שטח אחרות, והתעוררו קשיים רבים בהתאמתן לנשיאת נשק ייעודי נגד צוללות. קושי נוסף היה מחירן הגבוה והזמן הרב שנדרש כדי לייצרן, בתקופה שבה היה צורך בבנייה של אוניות ליווי רבות.