1943年5月、アッツ島の戦いが始まり、第一潜水戦隊は北方部隊に編入となる。アッツ島守備隊（山崎保代部隊長）は激戦を演じたが全滅し、5月29日、大本営よりキスカ島からの撤退が指示された。キスカ島撤退作戦は古宇田の同期生である木村昌福の指揮の下で奇跡の作戦といわれた成功を収めるが、艦船部隊による撤退作戦に先んじて、まず潜水艦部隊による撤退が図られた。古宇田は6月2日に幌延に進出し、麾下15隻の潜水艦を以て作戦を実施した。潜水艦1隻あたりに収容できる人数は最大でも100人に対し、救出を待つキスカ島守備隊は約5,600人であり、守備隊に対しては食料補給の必要もあった。古宇田率いる潜水艦部隊は5月27日に「伊7」による60名救出を手始めに作戦を開始した。しかし米軍はすでにレーダーを用いた航空機、艦船による警戒、攻撃を実施しており、濃霧が発生するキスカ島付近での作戦は困難であった。軍令部で潜水艦を担当していた井浦祥二郎は、「縁の下の力持ちなどという生やさしいものではなく、実に忍苦忍従の限り」 とこの作戦の困難を回顧した。6月11日には潜水艦が霧の中で砲撃を受け、キスカ島に向かった潜水艦は6月13日、14日に各1隻が消息不明（のち撃沈と判明）となった。戦没した潜水艦長は花房博志ら練達の者たちであったが、古宇田の司令部はレーダーが原因であろうと考えていた。日本側は充電や、揚陸のために潜水艦を浮上させねばならなかったが、霧に妨げられ視界は100mほどなのに対し、米軍はレーダーで捕捉し一方的に攻撃することが可能であった。北方潜水艦部隊指揮官である古宇田は作戦従事中の潜水艦に待機命令を発し、各潜水艦は一日は待機したが、キスカ島からの撤退は時間的に余裕がある段階ではなく、古宇田は作戦続行を指示する。しかしキスカ島に到達した「伊7」が濃霧の中の砲撃で潜航不能に陥り、翌日には再度の砲撃により艦放棄に至る損害を受けた。この事態に古宇田は各潜水艦に帰投命令を発したが、「伊36」のみは潜水艦長に一任とした。同艦長は数々の戦果を挙げていた稲葉通宗であり、「尺取り虫航法」によってキスカ島付近まで進出していた稲葉は機会を窺ったが、突入することはできなかった。守備部隊の撤収は果たせなかったものの、古宇田の指揮下にあった潜水艦部隊は、人員872名（820名とも）の撤収と、物件231tの揚陸に成功し、木村が指揮した第一水雷戦隊を基幹とする撤退作戦の際は、各地で哨戒配備に就いた。戦後防衛庁で戦史編纂を行った坂本金美（海兵61期、潜水艦専門）は、この作戦につき「わが潜水艦はほとんど霧中の作戦であった。レーダーを持たないことが致命的な欠陥であった」と評している。