החל מאוגוסט החלו להגיע לזירה מפציצים בעלי טווח ארוך מאוד (VLR, very long range) מדגם B-24 ליברייטור. בשל סכסוכים וויכוחים במטות בעלות הברית הוקצה רק מספר קטן מאוד של מטוסים למערכה זו, אך הם החלו לכסות את השטח באוקיינוס שאליו לא היו מטוסים אחרים יכולים להגיע. מטוסים ואוניות צוידו במכ"ם שאיפשר את גילוי הצוללות, והמטוסים צוידו בזרקור רב עוצמה שאיפשר להם להפתיע את הצוללות על פני הים, לאחר שנתגלו במכ"ם. הגרמנים הגיבו בהתקנת מגלה מכ"ם בשם מטאוקס (Metox) שגילה לצוות הצוללת את העובדה שמכ"ם סורק אחריהם.
הצוללות חוזרות למרכז האוקיינוס ושיאו של הקרב: יולי 1942 - מאי 1943.
מערכת השיירות לאורך החוף המזרחי של אמריקה הצפונית והמרכזית הייתה שלמה בספטמבר 1942; הגרמנים הבינו את המצב כבר ביולי, והצוללות החלו לחזור למרכז האוקיינוס האטלנטי. הן התרכזו בעיקר באזור שעדיין לא היה מכוסה על ידי מטוסי בעלות הברית, בין גרינלנד לאיסלנד. לאחר האבדות הכבדות שהנחילו לבעלות הברית לאורך חופי אמריקה, שהגיעו ל-88 אוניות ויותר מ-470,000 טון בממוצע לחודש, חזרו אבדות השיירות במרכז האוקיינוס לעלות. מספר הצוללות בים היה בתקופה זו גדול בהרבה מזה שהיה בעת המתקפה הקודמת, והפיקוד הגרמני יכול היה להרכיב קבוצות של עשר עד חמש עשרה צוללות בבת אחת שיתקפו את השיירות. בין יולי לדצמבר 1942 הוטבעו 480 אוניות של בעלות הברית, בתפוסה כוללת של למעלה מ-2.6 מיליון טון; עתודות הדלק בבריטניה ירדו לרמה מסוכנת, והיבוא ירד לשני שלישים מרמתו ב-1939.
חלק מהקושי נבע מהמעבר של בעלות הברית ממגננה למתקפה. בנובמבר 1942 החלה מתקפת הנגד הסובייטית בסטלינגרד; קרב גוודלקנל הלך והוכרע לטובת ארצות הברית; ובעלות הברית החלו את הנחיתה בצפון אפריקה במסגרת מבצע לפיד ב-8 בנובמבר. מעבר זה דרש השקעת משאבים נוספים, האריך את קווי ההפלגה, ודילל את כוחות הליווי. כדי לבצע את הנחיתה באפריקה היה על בעלות הברית להעביר אלפי חיילים בדרך הים, והדבר דרש הקצאת אוניות ליווי למטרה זו, הקצאה שבאה על חשבון ליווי השיירות. ליווי אוניות החיילים הצליח; למרות האבדות הכבדות לאוניות הסוחר, לא נפגעה אף אונייה שנשאה חיילים וציוד לפלישה.
תחילת 1943: שיא הקרב.
שני הצדדים הגיעו לשיא בתחילת 1943. מספר הצוללות המבצעיות נע בין 403 ל-435, ובכל עת היו בים כ-100 צוללות פעילות. זה היה המספר שאליו שאף דניץ, וכעת היה בידיו הכוח המספיק להערכתו לניצחון במערכה. היטלר והפיקוד הגרמני העליון הבינו סוף סוף את ערכה של זרוע הצוללות, ומנגד התאכזבו קשות מאוניות השטח, ושיא האכזבה היה לאחר כישלונן בקרב ים ברנץ ב-31 בדצמבר 1942. רדר הגיש את התפטרותו. דניץ הפך למפקד הצי הגרמני, ועצמאותו הגיעה לשיא.
מעבר לכך, זכו הגרמנים בשלב זה בשני יתרונות גדולים מבחינה מודיעינית. חלק נכבד מההגנה על השיירות היה מבוסס על החומר המודיעיני הסודי, שהוגדר אולטרה; על סמך ידיעת כוונותיהן של הצוללות, הופנו השיירות לנתיבים בטוחים יותר. כאשר לא הגיע מידע נאלצו השיירות להפליג ישירות אל הצוללות הממתינות. ואולם, במהלך 1942 הורה דניץ על הוספת גלגל רביעי למכונות האניגמה; הדבר היה מכה למפענחי הצופן הבריטיים, ורק בדצמבר 1942 פוצח הקוד מחדש, גם אז לא באופן מלא. הפיצוח המלא הושלם רק באביב 1943, לאחר שיא הקרב. מנגד, הצליח שירות הביון הימי הגרמני, B-dienst, לפצח את הקוד הימי הבריטי, ולאורך כל השלב הזה במערכה הצליח הביון הגרמני להעביר לצוללות מידע מדויק על תנועות השיירות, ולהפנות אליהן את הצוללות בדייקנות. גם ללא הקושי המודיעיני הפכה שיטה זו לקשה יותר: היו בים יותר ויותר צוללות, ופשוט לא היה לאן להפנות את השיירות בלי שייתקלו בצוללות.
כבר בחודשים האחרונים של 1942 עלו מאוד אבדות בעלות הברית, והגיעו למאות אלפי טונות בחודש. בתחילת 1943 חלה ירידה ברמת האבדות של בעלות הברית, בגלל החורף הקשה שפקד את האוקיינוס ושהקשה מאוד על פעילות הצוללות, אך במרץ חידשו הצוללות את התקפותיהן, ורמת האבדות עלתה מאד; בקרב הגדול ביותר שנערך בין הצוללות לשיירות, שנערך בין 16 במרץ ל-19 במרץ, תקפו 41 צוללות שהיו מאורגנות בשלוש עדות זאבים, שתי שיירות (שהפליגו באותו אזור) ובהן 110 אוניות, מלוות ב-13 אוניות ליווי (שתוגברו בהמשך); הצוללות הצליחו לטבע 22 אוניות סוחר - 20% מכלל האוניות (בתפוסה כוללת של 141,000 טון), במחיר צוללת אחת בלבד שהוטבעה. בפעם הראשונה עלו אבדות השיירות על אלה של אוניות שהפליגו בודדות; התחושה הייתה ששיטת השיירות קורסת, ולהערכת הצי הבריטי היו הגרמנים קרובים יותר מאי-פעם לניתוק הקשר הימי לבריטניה.
ואולם, בתוך כמה שבועות התהפך הגלגל. ב, שהתחולל מ-29 באפריל ועד 6 במאי תקפו 43 צוללות, שהיו מאורגנות בשתי קבוצות, את השיירה ONS-5 שהייתה מוגנת על ידי 7 אוניות ליווי. הצוללות הצליחו להטביע 12 אוניות סוחר (בתפוסה כוללת של 63,000 טון), אך אוניות הליווי הצליחו להטביע 6 צוללות ולפגוע בשבע נוספות. דניץ הורה על הפסקת המתקפה ועל הסגת הצוללות, לצורך התארגנות. ואולם, הייתה זו רק תחילתו של החודש שנקרא בפי הגרמנים "מאי השחור"; בחודש זה הצליחו אוניות הליווי להטביע 41 צוללות, כרבע מכלל הכוח המבצעי הגרמני. ב-24 במאי הורה דניץ על הפסקה זמנית של המערכה, והצוללות נסוגו מן האוקיינוס.
הסיבות לתפנית במערכה.
מדוע התהפך הגלגל? אין סיבה אחת לכך, אלא צירוף של כמה וכמה מהלכים, שהגיעו לשיאם בדיוק בתקופה זו. בוועידת קזבלנקה (שהתקיימה בינואר 1943) הסכימו בעלות הברית שהמלחמה בצוללות היא המטרה הראשונה במעלה, משום שבלי ניצחון על הצוללות לא ניתן יהיה להעביר לאירופה את הכוחות הדרושים כדי לנצח את גרמניה. קציני צי הסכימו על הקצאת מספר גדל והולך של מטוסים בעלי טווח ארוך מאוד (VLR, Very Long Range) שיוכלו לספק מטרייה אווירית לכל אורך נתיב השיירות. במרץ 1943 היו רק 20 מטוסים כאלה לרשות בעלות הברית, אך בתוך חודש כבר הוכפל מספרם.
במקביל, עלה מאוד מספר אוניות הליווי. בעלות הברית החלו לצרף לשיירות נושאות מטוסים לליווי; מטוסיהן, בדרך כלל מדגם F4F ויילדקט, הוסיפו מימד נוסף לליווי האווירי. מספרן של אוניות הליווי עלה מאוד, וגדל עוד יותר לאחר סיום מבצעי הנחיתה בצפון אפריקה, כאשר אוניות הליווי שסופחו למבצע שוחררו חזרה לליווי השיירות באוקיינוס האטלנטי. גם איכותן של אוניות הליווי עלתה: מספר הפריגטות הלך וגדל, והן הוכיחו עצמן כאוניות המתאימות ביותר לליווי. מעבר לאוניות הליווי, הורכבו גם קבוצות של אוניות ליווי, שלא ליוו שיירה מסוימת אלא הפליגו בים במקביל לשיירות ותגברו אותן בעת התקפת צוללות.
מהלך נוסף שהבשיל בתקופה זו היה עליית קצב בנייתן של אוניות הסוחר. תקוותם של הגרמנים הייתה להגיע לקצב טיבוע שיעלה על יכולתן של בעלות הברית להשלים את האבדות, ואולם בשלב זה של המלחמה כבר היה קצב בניית האוניות בארצות הברית מהיר בהרבה: רק ב-1943 בנו המספנות בארצות הברית אוניות חדשות בתפוסה של למעלה מ-17 מיליון טון.
יותר ויותר אמצעים טכנולוגיים החלו לתת את פירותיהם בשלב הזה. המכ"ם של בעלות הברית הצליח לגבור על מגלי המכ"ם של הצוללות; יותר ויותר מכשירי איכון (HF/DF) הותקנו על אוניות הליווי; ועוד. לפירוט נרחב ראו: המערכה באוקיינוס האטלנטי (1939–1945) - מרכיבי הקרב. מרכיב חשוב מאוד בניצחון היה הפיצוח המחודש של הקוד הגרמני, במרץ 1943, שתרם תרומה מרכזית לזיהוי כוונות הגרמנים ולהפניית כוחות בעלות הברית אליהן.
כל אלה הביאו לתבוסתן של הצוללות באביב 1943. במאי הורה דניץ לצוללות לסגת זמנית מהאוקיינוס; עד סוף השנה הוטבעו כ-100 צוללות גרמניות.
השיירות הארקטיות לברית המועצות.
השיירות הארקטיות היו שיירות שהפליגו מבריטניה לנמלים הצפוניים בברית המועצות, ארכנגלסק ומורמנסק במהלך מלחמת העולם השנייה, כחלק מהסיוע שהושיטו בריטניה וארצות הברית לברית המועצות. השיירות הפליגו מבריטניה צפונה, חצו בדרכן את החוג הארקטי, ונעו במעבר הצפון-מערבי שבאוקיינוס הארקטי, ומכאן שמן. הגרמנים ניסו לפגוע במעבר השיירות, ומערכה זו התחוללה כחלק מהמערכה הכוללת באוקיינוס האטלנטי שבה ניסה הצי הגרמני לפגוע במעבר שיירות האספקה מארצות הברית לבריטניה. בניגוד למערכה בשאר חלקי האוקיינוס, שבה לחמו צוללות, בקרב מול השיירות הארקטיות השתתפו גם מטוסים וספינות מלחמה.
השלב האחרון: תבוסת הצוללות.
נסיגתן של הצוללות הביאה לירידה תלולה באבדות בים. שיירות גדלות והולכות החלו להזרים לבריטניה ציוד, אספקה וחיילים, לקראת הפלישה הצפויה לאירופה. במקביל, נחתו מכות נוספות על הצוללות: האדמירליות הבריטית הבינה סוף סוף שהקוד שבו נעשה שימוש נפרץ על ידי הגרמנים, והקוד הוחלף; הגרמנים לא הצליחו לפרוץ את הקוד החדש עד סוף המלחמה, ומקור מידע חיוני עבורם נחסם.
מעבר לכך, החל פיקוד החופים הבריטי במתקפה על הצוללות הגרמניות בעת מסען במפרץ ביסקאיה, בעת יציאתן לאוקיינוס ובעת חזרתן. שיא המבצע היה בחודש יולי 1943, אז הוטבעו 20 צוללות במפרץ על ידי מטוסי הפיקוד. הצלחה זו לא חזרה על עצמה, אך כשלעצמה הנחיתה מכה קשה על הצוללות. במקביל, השמידו קבוצות הליווי של בעלות הברית את צוללות האספקה הגרמניות, "פרות החלב".