伊号第十六潜水艦
その後ラバウルに寄港し、16日に横須賀に到着して修理を受ける。このとき、14cm砲が取り外されたほか、魚雷も2本を残して陸揚げされた。8月9日、第1潜水隊は第1潜水戦隊に編入。
9月21日、伊16は横須賀を出港し、トラックに移動。25日、第1潜水隊の解隊に伴い、第2潜水隊に編入。
その後、伊16は輸送物資を積み込んで出港し、10月17日にニューギニアのシオに到着。輸送物資を降ろした後出港し、ラバウルに到着。その後シオ輸送を1回行った。その後兵士30名を乗せて出港し、11月2日にシオに到着。輸送物資を揚陸した後出港し、ラバウルに戻った。その後シオ輸送を2回行った。24日、ラバウルで遠藤喜一中将以下、第九艦隊首脳部、および輸送物資を乗せた後出港し、27日にシオに到着して輸送物資を降ろした後出港し、30日にウェワクに到着して第9艦隊首脳部を降ろした。その後出港し、ラバウルに戻った。12月25日、ラバウルで停泊中、空襲を受けて損傷したため、出港。トラック経由で1944年(昭和19年)1月1日に横須賀に到着し、修理を受ける。15日、第2潜水隊は第六艦隊付属となる。
3月15日、伊16は第15潜水隊に編入。
3月17日、伊16は横須賀を出港し、トラックに移動。5月14日0800、米袋入りのゴム袋複数を搭載してトラックを出港し、ブインに向かう。その後、22日2000にブイン到着予定との報告を最後に消息不明。
28日、サボ島沖21浬地点付近で、外弘志中尉、井熊新作二等兵曹を乗せた甲標的を発進。0816、ルンガ岬北東2700m地点付近で、搭載艇が米貨物輸送艦アルチバ(英語版)(USS Alchiba, AK-23)を発見し雷撃。同艦を撃破した。撃破されたアルチバは沈没を防ぐため砂浜に擱座されたが、その後4日間にわたって炎上した。搭載艇はその後消息不明となる。伊16はその後ショートランドに戻って甲標的を搭載し、再度ショートランドを出港。12月13日、サボ島沖21浬地点付近で、門義視中尉、矢萩利夫二等兵曹を乗せた甲標的を発進。搭載艇は夜明けごろに米病院船ソレース(英語版)(USS Solace, AH-5)を発見。その後、米駆逐艦を発見し雷撃するも命中しなかった。その後艇は自沈処理され、搭乗員はエスペランス岬付近に上陸した。伊16はその後トラックに移動した。
1943年(昭和18年)1月6日、伊16は輸送物資を搭載してトラックを出港。13日、エスペランス岬沖に到着してドラム缶入りの輸送物資を大発へ積み替える準備を行うが、米哨戒機の哨戒が厳しく、陸岸から大発は来なかった。このため、やむなく輸送物資を全て海上に投棄した後出港し、ラバウルに移動した。その後容器入りの輸送物資18トンを積み込み、ラバウルを出港。25日にエスペランス岬に到着し、輸送物資を降ろした後出港。ラバウルに戻った。その後、輸送物資入りのドラム缶30個を含む、輸送物資40トンを搭載してラバウルを出港し、4月1日にラエに到着。輸送物資を降ろした後出港。2日、潜航中に、同じく潜航していた伊20と接触事故を起こすが、損傷は軽微だった。
アメリカ側記録によると、14日に伊16から発信された暗号を傍受し、解読の結果伊16がブインに向かっていることが分かったため、米護衛駆逐艦イングランド(USS England, DE-635)、ジョージ(英語版)(USS George, DE-697)、ラビー(英語版)(USS Raby, DE-698)の3隻からなる対潜部隊が18日に哨戒を行う。19日、ソロモン諸島北東沖を浮上航走中の潜水艦を哨戒機が発見し、対潜部隊に通報。対潜部隊は現場海域に急行して哨戒を行った結果、1335にイングランドが潜航中の潜水艦をソナー探知。1341からイングランドはヘッジホッグを24発ずつ、計5回投下。うち、2回目と5回目の攻撃でヘッジホッグが爆発する音を聴取した。5回目の攻撃後の1435、水中で大爆発が起きた。その爆発はすさまじく、爆発の衝撃でイングランドの艦尾を15cmほど持ち上げるほどだった。爆発から最初の破片が浮かぶまで20分かかっていることから、爆発は水深150m以上の深さで起きたと判断された。部隊はコルク片、木製甲板の破片、キャビネットの破片、米袋入りのゴム袋など、潜水艦のものと思われる破片が浮かび上がるのを確認。爆発から1時間後には重油が漂うのを確認し、翌日には幅5km、長さ10kmの重油の帯が漂っていた。これが伊16の最期の瞬間であり、艦長の竹内義高少佐以下乗員107名全員戦死。沈没地点はチョイスル島北端アレクサンダー岬北東140浬地点付近、南緯05度10分 東経158度10分 / 南緯5.167度 東経158.167度 / -5.167; 158.167。
6月25日、ソロモン諸島方面で亡失と認定され、10月10日に除籍された。
撃沈総数は4隻で、計17,732トンにのぼる。また、輸送艦1隻、6,198トンに損傷を与えた。