למרות הצלחותיהן של הצוללות, הן עדיין לא נתפסו בשלב זה - בשני הצדדים - ככלי הנשק העיקרי של הגרמנים נגד השיירות. קצינים בכירים בשני צידי המתרס האמינו שהכוח העיקרי הוא בידי אוניות השטח הגדולות. עד לאחר הפלישה לנורווגיה היה הצי הגרמני עסוק בפעילות זו, ואולם לאחר מכן התפנו אוניות השטח לתקיפת השיירות (ראו ערך: המערכה באוקיינוס האטלנטי (1939–1945) - מתקפת אוניות השטח). הצי הגרמני היה נחות במספר מהצי הבריטי, אך הסיירות הכבדות ואוניות המערכה שלו היו מן המשוכללות בעולם, והן הסבו אבדות כבדות לבריטים. עם זאת, הייתה לבריטים עוצמה גדולה בהרבה, והם השקיעו מאמץ רב בבלימת אוניות אלו. עד תחילת 1942 הצליחו הבריטים להטביע או לשתק את צי השטח הגרמני, ואיום זה הוסר.
צעדי נגד.
בתחילת שלב זה במערכה היו הבריטים במצב קשה. מספר אוניות הליווי היה קטן ואף רחוק מהצרכים הבסיסיים ביותר. החימוש והנשק שבידי הבריטים היה מיושן ולא מספק, וטקטיקת הלחימה בצוללות הייתה בחיתוליה, לא מגובשת ולא מתואמת בין האוניות השונות. ציוד הגילוי הבריטי, הסונאר (שנקרא אצל הבריטים ASDIC), התאים לגילוי צוללת מתחת למים - אך לא ניתן היה לגלות צוללות שצפו על פני המים, מצב שבו נהגו לתקוף. מספר המטוסים היה מצומצם מאוד, רובם היו בעלי טווח קצר מכדי להגן על השיירות, וחימושם לא היה יעיל בתקיפת הצוללות. העומס בנמלים היה גדול, בשל השיירות הרבות שהגיעו, האוניות הרבות שנזקקו לתיקון לאחר שנפגעו מצוללות, והיה צריך לבנות מספר גדול של אוניות - סוחר וליווי - כדי להשלים את החסר ולתגבר את הכוחות.
הבריטים ניסו להתמודד עם המשבר בכמה דרכים.
הדיפת המתקפה.
האמצעים שנקטו הבריטים החלו לתת את פירותיהם באביב 1941. ב-7 במרץ הוטבעה הצוללת U47, של גונתר פרין; ב-17 במרץ טובעה U100, ומפקדה, שפק, טבע יחד עם צוותו; ובאותו לילה הותקפה U99 של קרצ'מר, נפגעה קשות, וצוותה נאלץ לנטוש אותה. קרצ'מר היה שבוי בקנדה עד תום המלחמה. בתוך כשבועיים נהרגו או נשבו רוב ה"אסים" הגדולים של צי הצוללות הגרמני. דניץ העביר את מרכז הכובד מערבה יותר, לאזורים בהם לא היה ליווי של השיירות (הליווי באותה תקופה החל רק מנקודה מסוימת באוקיינוס וממנה מזרחה). השיירה SC-26 הותקפה בתחילת אפריל ואיבדה 10 אוניות, אך כאשר הצטרפה קבוצת הליווי הוטבעה צוללת אחת.
ב-9 במאי הושג הישג משמעותי מאוד, כאשר המשחתת "בולדוג" הצליחה להכניע את הצוללת U110 וללכוד אותה; בתוכה נמצאה מכונת אניגמה שלמה. המכונה הועברה לבלצ'לי פארק, ומדעניה נעזרו בה רבות כדי לפצח את הקוד הגרמני, ובכך לאפשר פריצת דרך במערכה. עד אוגוסט כבר קראו הבריטים חלק נכבד מהתקשורות הגרמניות, במהירות וברצף, ובהתאם לפיענוח הצליחו לכוון את השיירות לנתיבים הרחק ממיקומן של הצוללות. יש הטוענים שלמעלה מ-300 אוניות ניצלו ממתקפה בזכות מידע זה, אם כי זהו מספר שלא ניתן לאמת.
עד יוני 1941 ליוו הבריטים שיירות רק מנקודה מסוימת באוקיינוס האטלנטי. ב-23 במאי ביקשו הבריטים מהצי הקנדי לקבל עליו את האחריות לליווי השיירות בחלקו המערבי של האוקיינוס. הקנדים הקימו בסיס בעיירה סט. ג'ונס, הנקודה המזרחית ביותר בניופאונדלנד, ושם התבסס כוח הליווי הקנדי שנקרא NEF (ר"ת - Newfoundland Escort Force). ב-13 ביוני החל כוח זה לפעול, בפיקודו של קומודור; הכוח הורכב משש משחתות ו-17 קורבטות של הצי הקנדי, שתוגברו בשבע משחתות, חמש קורבטות ושלוש אוניות סלופ מלחמתי של הצי הבריטי. כוח זה ליווה את השיירות מהנמלים בקנדה לניופאונדלנד ומשם לנקודת המפגש עם הליווי הבריטי במרכז האוקיינוס, מדרום לאיסלנד.
"כיסוי" נתיב השיירות קיבל תגבור משמעותי לאחר שארצות הברית החלה להיות מעורבת יותר ויותר במלחמה. שיתוף הפעולה בין ארצות הברית ובריטניה הלך והתחזק במהלך שנות המלחמה הראשונות; ב-10 באוגוסט 1941 נפגשו צ'רצ'יל ורוזוולט במפרץ ארג'נטייה, ליד ניופאונדלנד; במהלך מפגש זה נחתמה האמנה האטלנטית, שמשמעותה הייתה, בין השאר, העמקת והגברת שיתוף הפעולה הצבאי בין ארצות הברית ובריטניה במלחמה מול גרמניה הנאצית. שני המנהיגים החליטו על חלוקת האוקיינוס לאזורי שליטה אסטרטגית; צי ארצות הברית קיבל אחריות על מחציתו המערבית, כולל איסלנד, והחל בליווי שיירות ובסיוע לצי הקנדי באזור זה.
המעורבות האמריקנית הלכה והעמיקה; אונייה אמריקנית תקפה צוללת גרמנית לראשונה ב-9 באפריל 1941, כאשר המשחתת "ניבלאק" (Niblak) תקפה בפצצות עומק צוללת גרמנית, בעת שחילצה נפגעים מאונייה הולנדית שטובעה קודם לכן; ב-31 באוקטובר הייתה המשחתת האמריקנית "ראובן ג'יימס" (Reuben James) לאונייה האמריקנית הראשונה שטובעה בידי צוללת גרמנית.
הבריטים החלו להשתמש גם באמצעים טכנולוגיים משופרים יותר. הותקנו משגרים לפצצות העומק, שאפשרו לירות אותן מצידי האוניות ולא רק מירכתיהן (בכך היה ניסיון להתגבר על אחת המגרעות המרכזיות של פצצות אלה, ראו: פצצות עומק. מעבר לכך, פצצות העומק נורו בתבנית מסוימת (בדרך כלל כמעוין), כדי להגביר את סיכויי הפגיעה.
כדי להתמודד עם מטוסי הסיור והתקיפה ארוכי הטווח של הגרמנים, הותאמו כמה אוניות סוחר לשאת עליהן מעוט לשיגור מטוס קרב, בדרך כלל מדגם הוקר הוריקן. מטוס זה היה מוזנק כלפי המטוסים הגרמניים, ולאחר ביצוע משימתו היה הטייס נוחת בים ליד אוניית הסוחר, ונאסף אליה; המטוס היה אובד, מכיוון שלא הייתה דרך להחזירו לאונייה. אוניות אלו אוניות מעוט אזרחיות (CAM); הן נועדו להוות תשובה זמנית עד להכנסתן לשירות של נושאות מטוסים ייעודיות.
מעבר לאמצעי נגד אלו, הצליחה בריטניה לצמצם את כמות המטען הדרושה לה באופן משמעותי, והצליחה לארגן מחדש את התנועה בנמלים, כך שנמנעה כפילות והושג חיסכון בתנועת האוניות. במהלך 1941 הגיעו האבדות בים להיקף של 3,600,000 טון, ואולם הארגון מחדש בנמלים וצמצום הצריכה חסכו 3,000,000 טון נדרשים, והמספנות הצליחו לבנות בשנה זו אוניות בתפוסה של 1,200,000 טון; למרבה האבסורד, בריטניה נותרה בסוף השנה עם עודף, למרות האבדות.
טעויות גרמניות.
עם כל מאמציהן של בעלות הברית, חלק גדול מדעיכת המתקפה נבע מטעויות של הגרמנים; היטלר והפיקוד העליון הגרמני לא הבינו עדיין את יכולתה הפוטנציאלית של זרוע הצוללות, ומספר מהלכים שעשתה גרמניה הביאו לבלימת המתקפה ולדילולה.
שיא המערכה: דצמבר 1941 - פברואר 1943.
"זמן מאושר" שני בחוף המזרחי של ארצות הברית.
ב-7 בדצמבר 1941 תקפה יפן את צי ארצות הברית שעגן בנמל פרל הארבור בהוואי. ארצות הברית הכריזה מלחמה על יפן, וגרמניה, בעלת בריתה של יפן, הכריזה מלחמה על ארצות הברית. כך הפכה מעורבותה של ארצות הברית במערכה באוקיינוס האטלנטי, שהייתה עד כה מבוססת על נייטרליות לכאורה ובפועל סייעה לבריטניה, למעורבות פעילה במוצהר.
ארצות הברית מצאה עצמה נלחמת בשתי זירות ימיות - באוקיינוס השקט ובאוקיינוס האטלנטי - בעת ובעונה אחת. באוקיינוס השקט נחלש הצי האמריקני מאוד בעקבות ההתקפה על פרל הארבור; היה צורך בבנייה ובהרחבה גדולה של הצי, וזאת תחת הלחץ של המלחמה.
דניץ העריך שארצות הברית עומדת להיכנס למלחמה, ונערך למבצע "הקשה" (Drumbeat, בגרמנית: Paukenschlag). למרות מספרן המצומצם של הצוללות שנשלחו בשלב הראשון, חמש בלבד, הן הצליחו לגרום לאבדות כבדות מאוד לאורך החוף המזרחי של אמריקה, מהים הקריבי ועד ניו פאונדלנד. לאחר הסבב הראשון שערכו הצוללות מטיפוס XI, נשלחו בסבב השני גם צוללות מדגם VII, שהיו בעלות טווח קצר יותר; הן הצליחו לעמוד במשימה בזכות חידוש נוסף של דניץ: צוללות אספקה מיוחדות, שנקראו "פרות חולבות" (Milch Cows) תדלקו את הצוללות בלב ים ואפשרו להן להגדיל את הטווח ואת משך המשימה.
הצי האמריקני לא היה מוכן למלחמה. הם חזרו על כל השגיאות שעשו הבריטים בתחילת המלחמה, ולא סמכו על המודיעין הבריטי או על הטקטיקה שפיתח; רק בתחילת אפריל החל הצי האמריקני לאכוף את שיטת השיירות, וגם אז בלחץ בריטי. ואולם, עם הזמן החלה לוחמת הצוללות של צי ארצות הברית להשתפר, ועד ספטמבר כבר הייתה כל התנועה הימית, מברזיל, דרך הים הקריבי ועד ניו יורק מאורגנת בשיירות. חיל האוויר האמריקני התחזק והחל לספק חיפוי לשיירות בטווח הקרוב לחוף, ואוניות הליווי הלכו ושיפרו את הטקטיקה שלהן ואת הישגיהן. במחצית 1942 הורה דניץ לצוללות לעזוב את החוף המזרחי, שכבר לא הניב תוצאות כפי שהיה בתחילת השנה, ולחזור למרכז האוקיינוס האטלנטי.
התעצמות ופיתוחים טכנולוגיים.
שני הצדדים במערכה לא שקטו על שמריהם בהתעצמות ובבניית כוחם. הגרמנים החלו סוף סוף לבנות צוללות בהיקף גדול. בינואר 1942 היו לגרמנים 91 צוללות בלבד, אך בדצמבר של אותה שנה הגיע כוחם כבר ל-212 צוללות. מנגד, הפעילו בעלות הברית אמצעים וטקטיקות חדשות. מספרן הגדל והולך של אוניות הליווי איפשר הקמת קבוצות ליווי - קבוצות של אוניות מלחמה שלא היו קשורות לשיירה מסוימת ושניתן היה להפנות אל שיירה מסוימת שהותקפה. אוניות הליווי צוידו במרגמות בשם Hedgehog (קיפוד) שירו פצצות נגד צוללות קדימה, אל מעבר חרטום האונייה; אמצעי נוסף שהותקן באוניות הליווי היה מגלה כיוון (High Frequency Direction Finder, בקיצור - HF/DF, נודע בכינוי Huff-Duff) - אמצעי זה איפשר לגלות את מיקומן של הצוללות בעזרת זיהוי תשדורות הרדיו שלהן (גם מבלי לפענח אותן).