Крупным недостатком наших подводных лодок было то, что они не имели гидроакустических и радиолокационных станций, а перископные антенны появились на семи подводных лодках только в середине 1944 года. Все это ограничивало деятельность лодок в темное время суток, полностью исключало выход в бесперископные атаки, а для осуществления приема-передачи радиодонесения надо было всплывать в надводное положение.
За время войны противодействие противника все более нарастало. Если в начале войны участвовали только ограниченные силы бывшего норвежского флота и малочисленный финский отряд катеров, то уже 11 июля 1941 года на Север прибыла 6-я немецкая флотилия эскадренных миноносцев в составе пяти единиц, затем две подводные лодки и минный заградитель. В дальнейшем, особенно после того как были сорваны планы наступления немецких войск на Мурманск, в базы Северной Норвегии были перебазированы не только флотилии тральщиков, сторожевых кораблей, охотников за подводными лодками и эскадренных миноносцев, но и линейные корабли «Тирпиц» и «Шарнхорст».
В первые месяцы войны советские подводные лодки действовали позиционным методом. Для них вдоль побережья Норвегии было нарезано восемь позиций. Этот метод применяли, во-первых, из-за недостаточной подготовленности командиров подводных лодок, во-вторых, по причине отсутствия опыта в управлении развернутой в море группировкой подводных лодок у штаба флота, и, в-третьих, вследствие сложной обстановки на сухопутном фронте. Позиционный метод обрекал подводные лодки на пассивное ожидание целей в пределах обширных позиций.
В первые месяцы войны командиры подводных лодок при выходе в атаку выпускали по одной торпеде. Сказывалось влияние предвоенной боевой подготовки и требования руководящих документов. Успешность таких атак была низкой. Выполнив до конца сентября 1941 года 22 торпедные атаки, потопили всего четыре транспорта. Так, 27 июня подводная лодка Щ-401 под командованием старшего лейтенанта А. Е. Моисеева на рейде порта Варде одной торпедой атаковала стоявший на якоре транспорт. Но из-за большой дистанции (18 каб.) и допущенной ошибки в занятии огневой позиции торпеда в цель не попала. Кстати, это была первая атака советской подводной лодки в Великой Отечественной войне.
Низкая эффективность подводных лодок привела к тому, что в августе 1941 года нарком ВМФ Н.Г. Кузнецов в специальной директиве потребовал от подводников большей активности. Некоторые командиры подводных лодок, невзирая на разграничительную линию, проходившую вдоль берега, стали проникать на внутренние рейды и даже в порты противника. Первым это сделал командир подводной лодки М-172 капитан-лейтенант И.И. Фисанович. 21 августа он прорвался в порт Лиинахамари и атаковал разгружавшийся транспорт. Штаб флота только в октябре 1941 года упразднил разграничительную линию, ограничивавшую деятельность подводников вблизи берега.
С конца сентября 1941 года подводники перешли к стрельбе так называемым «английским способом», то есть залпом с временным интервалом, выпуская от двух до четырех торпед. Это не только повысило эффективность, но и дало возможность увеличить дистанцию стрельбы до 8 кабельтовых. 26 сентября командир подводной лодки Д-3 капитан-лейтенант Ф.В. Константинов первым выполнил двухторпедный залп, а затем 30 сентября и 11 октября он выполнил две атаки, выпустив одновременно по три торпеды в залпе.
2 октября 1941 года подводная лодка М-171 под командованием старшего лейтенанта В. Г. Старикова проникла в порт Лиинахамари, где атаковала торпедами два транспорта. При отходе подводная лодка попала в противолодочные сети и в течение двух часов, подвергаясь атакам глубинными бомбами, безуспешно пыталась их преодолеть. В отсеках не хватало кислорода, аккумуляторные батареи быстро разряжались. Командир принял смелое решение прорываться в надводном положении. Во избежание захвата подводной лодки противником было даже предусмотрено взорвать ее. Но в ходе начавшегося прилива на перископной глубине подводной лодке в конце концов удалось вырваться из сетей. За этот дерзкий подвиг и смелость командира наградили орденом Ленина, а остальных членов экипажа — орденами Красного Знамени и Красной Звезды.
С 1942 года на Северном флоте перешли к методу крейсерства подводных лодок в назначенном районе. Но новый метод мало чем отличался от предыдущего. Как и прежде, подводные лодки действовали одиночно, без взаимодействия и без сил обеспечения. Правда, районы их действия стали значительно большими. Чтобы облегчить поиск противника, подводным лодкам стали чаще сообщать данные разведки. Но пользы от них было мало, поскольку информация передавалась в темное время, когда лодка находилась либо на сеансе связи, либо на зарядке аккумуляторных батарей. Обнаруженные днем конвои уходили в другие районы и не всегда подводная лодка успевала выйти на их перехват.
В феврале 1943 года была предпринята попытка использовать подводные лодки в тактической группе. Две подводные лодки К-3 и К-22, вооруженные гидроакустическими приборами «Дракон» с каналом звукоподводной связи, вышли на совместный поиск конвоев в район между Варде и мысом Нордкин. Но при атаке конвоя, из-за ненадежности звукоподводной связи, лодки потеряли контакт друг с другом и больше его не восстанавливали. После этого К-3 возвратилась в базу, а К-22 из боевого похода не вернулась. Предполагают, что она подорвалась на мине.
С приближением полярного дня подводным лодкам после 10-12-часового боевого патрулирования в районах приходилось уходить на 30–40 миль от берега для зарядки аккумуляторных батарей. При этом большую часть пути подводные лодки преодолевали в подводном положении, расходуя запасы электроэнергии. В этих условиях в один район развертывались две-три подводные лодки, одна из которых находилась непосредственно в районе коммуникаций противника, другая заряжала аккумуляторные батареи, а третья находилась на маршруте перехода из района зарядки батареи к берегу. Смену лодок осуществляли по специальному графику. Если в 1941–1942 годах подводными лодками управлял штаб флота, то с начала 1943 года эта функция перешла к командованию бригадой.
Возросшее противодействие противолодочных сил противника привело к снижению эффективности подводных лодок и их большим потерям. Подводной лодке, во-первых, приходилось основную часть времени боевого патрулирования осуществлять поиск неприятельских судов и конвоев в зоне активной деятельности противолодочных сил противника, а, во-вторых, уходя в районы зарядки аккумуляторных батарей и возвращаясь обратно, форсировать минные заграждения противника. Причем за один боевой поход каждая подводная лодка форсировала минные заграждения по несколько раз, что, естественно, повышало вероятность подрыва. В феврале из боевого похода не вернулась К-22, в апреле — К-3, а в мае — М-122. Затем погибли М-106 и Щ-422. Особенно тяжелыми были последние три месяца 1943 года. Четвертая часть всех лодок, выходивших в море, не вернулась в Полярный. Наступил кризис. Требовались кардинальные меры по выходу из сложившегося положения. И они были найдены.
Был разработан так называемый метод «нависающей завесы», предполагавший развертывать подводные лодки в районы, находившиеся вне активной деятельности противолодочных сил противника и за пределами минных заграждений. В этих районах, которые как бы нависали над коммуникациями противника, подводные лодки находились на перископной глубине, что обеспечивало их скрытность, и ожидали информацию о движении судов и конвоев от сил и средств разведки. Но такой способ стал возможным благодаря установке на подводных лодках перископных антенн ВАН-ПЗ. Они позволяли принимать информацию не только с берегового командного пункта, но и непосредственно от самолета-разведчика. Сокращение времени прохождения информации позволяло выйти на перехват конвоя. Причем по одному и тому же конвою удар наносили несколько подводных лодок, каждая в своей зоне. Получалось как бы групповое их применение. Теперь подводным лодкам не так часто приходилось форсировать минное заграждение. Первая завеса подводных лодок действовала с 16 января по 5 февраля 1944 года. Всего же для действий этим методом до окончания войны подводные лодки развертывались восемь раз. В каждой завесе было по четыре-пять подводных лодок.