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撤出某些财物，以及为逐渐减少的守备部队运送粮食、医药和弹药等补给品。
最先执行这项任务的是“海狼”号潜艇，它先送37吨弹药，后送25名陆海军飞行员、“卡诺珀斯”号潜艇供应舰上的一部分重要潜艇备品和16条鱼雷。“鳟鱼”号潜艇卸下运来的25吨补给品，而装上2吨金块、18吨银块和5吨邮件及有价证卷等物返航。该艇在返航途中还对敌货船和猎潜艇实施了鱼雷攻击。
在爪哇海作战期间，潜艇虽未取得什么战果，但美军已着手建立潜艇巡逻区，并开始改进潜艇战术。初期，潜艇通常在潜望深度实施昼间攻击。为了不被对方发现，只伸出潜望镜作短暂的观测。采用这种攻击方法时，只使用噪音测向器材而不使用回音水声器材，以免暴露自己的位置。最初的潜望镜不能准确地测出目标距离，而声纳只能提供目标的方位。因此，潜艇艇长实施鱼雷攻击时往往忽视距离这个因素。不久，潜望镜上安装了测距装置。潜艇艇长还知道，偶然用一下声纳测定距离，还不至于暴露自己的位置。能够准确测定目标的距离后，美国潜艇就可以实施较有把握的鱼雷攻击了。这时，德国潜艇已经开始采用夜间水上攻击的战术，但是，美国海军仍把潜望镜深度的昼间攻击作为潜艇的基本战术。为使空中侦察难以发现，美国潜艇的艇壳上涂黑色迷彩，这对夜间在水面活动的潜艇起不到多少伪装作用。加之没有夜间使用的性能良好的潜望镜，天黑后，潜艇就难以在潜望深度实施攻击。后来的经验证明，艇体的两舷涂上灰色的亮漆，对夜间行动具有很好的伪装效果。有了性能良好并适于夜间使用的潜望镜，潜艇就容易在潜望深度实施夜间攻击了。可是，美国潜艇直到有了较准确的鱼雷射击自动计算器（TDC），装备了性能良好的雷达，鱼雷的质量已有很大改进之后，才成为一种机动灵活的兵器，才不分昼夜地并且是很有信心地对日本舰船进行袭击。
日本向南侵略的范围越大，它的船只遭到美潜艇袭击的机会就越多。尽管如此，从袭击珍珠港到珊瑚海海战之前，日军舰船受到的损失并不算大。在这期间，盟军潜艇击沉的日本舰船仅有水面舰只3艘没有大于驱逐舰的舰只。、潜艇2艘和商船35艘。但是在此之后，美国潜艇掌握了日本海上航运的规律，从而取得了很大战果。
日军把潜艇用于支援舰队作战，这在中途岛海战中表现得最为典型。在这次海战中，日军派遣潜艇单独活动，或在规定水域列成艇幕，以侦察美国舰队的行动，并对其进行截击。当时，日军在珍珠港和中途岛之间配置了两个潜艇侦察艇幕，但日潜艇占领阵位的时间过迟，因而未能发现和截击美国的航空母舰编队。在这次海战中，唯有伊…168号潜艇取得了显著的战果，击沉了“约克城”号航空母舰和“哈曼”号驱逐舰。
部署在中途岛以西近海水域的美国潜艇部队，也未取得什么战果。在双方航空母舰交战时，美“鹦鹉螺”号潜艇向“加贺”号航空母舰发射了一条鱼雷，但未爆炸，它还误认为击沉了“苍龙”号航空母舰。当天夜间，重巡洋舰“最上”号和“三隈”号为了规避“坦波尔”号潜艇而进行机动时相互碰撞。“三隈”号受伤后，航速减低，成为美航空母舰舰载机的突击目标。
从6月的中途岛海战至8月7日开始的瓜达尔卡纳尔岛争夺战，美潜艇的主要战斗活动是袭击日本的运输船队，在此期间共击沉商船约60000吨。而日军这时则将其潜艇主要集中用于印度洋，甚至驶至马达加斯加和非洲之间的莫桑比克海峡一带去袭击商船。此外，日军还派遣一部分潜艇在澳大利亚、新几内亚和萨摩亚一带海域作战，共击沉盟国舰船约30艘。
1942年8月初，美国最大的2艘潜艇“鹦鹉螺”号和“舡鱼”号（水上排水量2700吨，长113米以上）奉命去完成一项特殊的任务。这2艘潜艇在珍珠港搭载五个海军陆战连（由埃文斯·卡尔森中校指挥），前去袭击吉尔伯特群岛的马金岛。当时，美军正在瓜达尔卡纳尔岛进行登陆作战，袭击马金岛是它的一种佯攻行动，企图把日军兵力从所罗门地区吸引过来。8月16日拂晓，美海军陆战队未遭到任何抵抗就登上了马金岛。上陆不久，日军的守岛部队立即徒步、骑自行车或乘坐卡车赶来进行阻击。根据上陆部队的召唤，“鹦鹉螺”号开始朝着交战的方向射击，但因没有弹着观测飞机，只能盲目射击。后来便转移火力，向礁湖一带水面射击，击沉3500吨的商船1艘和巡逻艇1艘。
昼间，日军飞机曾迫使这两艘潜艇下潜数次。后来，这两艘潜艇在两个夜晚，把海军陆战队撤回。美军以为凡未牺牲者已全部撤离，但实际上有9名陆战队员没有撤走，被日军俘获后送到夸贾林岛杀害。
这支登陆部队全歼了布塔里塔里岛上的日军，摧毁了岛上的设施，获得了有用的情报资料。这次战斗行动提高了盟军的士气，但从战略上来看却是一个失误。因为日军非但没有被从瓜达尔卡纳尔岛诱开，反而开始在吉尔伯特群岛，尤其是在塔拉瓦岛严密进行设防。因此，一年后美军在塔拉瓦岛登陆时遭到很大伤亡。
参加所罗门群岛争夺战
美军在瓜达尔卡纳尔岛登陆后便进入积极防御阶段。以布里斯班为基地的美S级潜艇部队，由西南太平洋潜艇部队司令洛克伍德海军少将指挥，在俾斯麦群岛和新几内亚附近建立一个潜艇巡逻区以袭击日本船只。这支潜艇部队负责封锁腊包尔、卡维恩、布因、莱城和萨拉英阿等地的日军基地，尽量阻止日军向南所罗门群岛增援。同时，以珍珠港为基地的美潜艇部队，对号称“太平洋直布罗陀”的特鲁克岛进行了严密的封锁。在瓜达尔卡纳尔岛争夺战中，美潜艇除击沉轻巡洋舰（“天龙”号）、老式驱逐舰和大型潜艇各1艘外，还击沉商船79艘，共26万吨。美潜艇逐还巧妙地击沉一艘日军重巡洋舰。这就是刚参加萨沃岛海战，正随编队一同胜利返航的“加古”号。萨沃岛海战的次日晨，当“加古”号即将回到腊包尔时，埋伏在港湾入口附近的S…44号潜艇对其实施鱼雷攻击，击中4条鱼雷。这次成功的袭击多少弥补了美军在萨沃岛海战中的惨重损失。然而更重要的是，这竟使日军在尔后使用水面舰只运行“东京快车”输送任务时，行动更加谨慎了。
日本也常使用潜艇支援所罗门群岛的作战，但是，潜艇的任务不是竭力破坏美军的海上补给线，而是集中全力去袭击美军的战斗舰艇。既然在这一海域出现了日本潜艇，美国就不得不把准备派到其他海域的兵力集中用在这里，以便大力加强对潜防御。例如，1942年9月14日，盟军一支护航运输队从圣埃斯皮里图岛驶往瓜达尔卡纳尔岛，在航渡中遇上日本的潜艇群。这支护航运输队除有严密的警戒外，还有“黄蜂”号、“大黄蜂”号航空母舰和“北卡罗来纳”号战列舰等对其进行掩护。
把日军的这种潜艇战术称为狼群战术或许是不适当的，因为它们既不进行协同攻击，也不在一个战术指挥官的统一指挥下行动。“黄蜂”号、“北卡罗来纳”号和护卫舰“奥布赖恩”号，先后遭到鱼雷攻击，鱼雷攻击的时间间隔约10分钟。结果，战列舰受到重创，航空母舰起火燃烧，人员弃舰后沉没；护卫舰破损严重，在尚未进入浮船坞前就沉没。这次日潜艇袭击有一个重要特点值得注意：日军丝毫没有去触动护航运输队。因为日指挥官深信，只有军舰能够代表海上的战斗力，唯有军舰是值得袭击的目标。两周前，“萨拉托加”号受重创，接着又损失了“黄蜂”号，这样美国在太平洋战区的航空母舰就只剩下“大黄蜂”号和“企业”号了。此后，在所罗门群岛争夺战中，属潜艇部队只击沉2艘战斗舰只：一艘是在圣克鲁斯群岛海战中被击沉的“波特”号驱逐舰，另一艘是在瓜达尔卡纳尔岛海战中被击沉的“朱诺”号轻巡洋舰。
美潜艇部队在所罗门群岛争夺战中担任战略支援任务，即在特鲁克、帛琉和腊包尔等基地附近设伏，以袭击出入这些地区的日本水面舰只。此外，它还负责监视俾斯麦群岛及其附近的海峡，并对沿巴布亚半岛向前推进的麦克阿瑟部队进行支援。这样部署可使美国潜艇根本不进入作战海域，从而大大减少潜艇遭受己方水面舰艇误伤的危险。这是一项重要措施。飞机和水面舰艇一发现潜艇，就实施攻击，往往是打完再说。由于识别信号方面的失误，美军至少已有28艘潜艇遭到己方飞机的扫射和轰炸，另有5艘潜艇受到己方水面舰艇的炮击。“鲯鳅”号和“海狼”号两艘潜艇已为友军击沉，全体艇员也一同丧生。另有9艘潜艇受到不同程度的损伤。
美军在使用潜艇方面曾经有过一次例外，即瓜达尔卡纳尔岛争夺战进行到1942年10月情况相当危急时，曾派“琥珀鱼”号潜艇把航空汽油运到图拉吉港。这是太平洋战争中美国唯一一次把潜艇作为油船使用。
在瓜达尔卡纳尔岛争夺战期间，美“黑鲈”号潜艇曾于1943年2月在俾斯麦群岛附近水域创造了一桩非常动人的事迹。7日1时10分，该艇发现一艘日舰，使开始上浮。正在接敌时，那艘2500吨的日本炮舰也发现了这艘潜艇，便转向朝“黑鲈”号冲来。艇内的雷达兵立即标出日舰转向后的新航向，但舰桥上的艇长霍华德·吉尔摩海军中校和其他6名值更人员在夜暗中没有发现日舰的转向情况，待发现后下令“左满舵”时已来不及规避。结果与航速17节的日军炮舰相撞，艇员们在剧激的撞击下纷纷跌倒。严重倾斜的潜艇刚一恢复正常，日炮舰使用机枪扫射潜艇舰桥。年青的值更官和一名了望哨当场死亡；吉尔摩艇长虽身负重伤，但仍倚着舰桥竭尽全力地喊道：“准备潜航！”舰桥上的4个人立即进入艇内，唯独艇长吉尔摩海军中校仍然留在舰桥上，凛然下达最后一道命令：“潜航！”为了表彰吉尔摩海军中校的“英勇行为和牺牲精神”，死后追授荣誉勋章。
1943年1月，美太平洋舰队潜艇部队司令罗伯特·英格利希海军少将因飞机失事身亡。洛克伍德将军随即被任命为英格利希的继任人。与此同时，拉尔夫·克里斯蒂海军少将接替洛克伍德的职务，指挥西南太平洋的潜艇部队。洛克伍德立即着手建立新的潜艇基地，使之比珍珠港更加接近潜艇的巡逻海域。这时，他把中途岛作为美潜艇的前进基地，这里既有潜艇供应舰，又有潜艇所需要的最起码的岸上设施。从该基地出发进入巡逻海区，每次可以少航行2400海里。主要的不足之处是艇员不怎么喜欢这个地方。艇员们发牢骚说，这个鬼地方除了“沙子和信天翁”之外，几乎什么都没有。为了保持士气，洛克伍德安排了一个日程表，使潜艇定期轮流返回珍珠港进行休整。
潜艇完成巡逻任务返航后，必须使艇员能够得到充分的休息和必要的文娱生活。因此，无论军官或士兵，在交班后都要去疗养院或专用旅馆进行疗养。这样，从海上执勤回来的艇员，在潜艇为执行下一次任务而开始备航之前，对自己艇上的事务不负任何责任。即使是艇长，在此期间对本艇也不负任何法律责任，而是由战斗建制以外的潜艇军官负责实施该艇的维修和保养计划。
装备维修和人员疗养按计划结束后，艇上的原建制艇员立即回艇，出海进行几天复习旧科目的训练，然后出航执行巡逻任务。实践证明，这种作法对艇员为完成其战斗任务而始终保持高昂的士气是非常有益的。
鱼雷不断发生故障
第二次世界大战中，在较长一段时间里美军鱼雷的性能较差，这使美国海军非常恼火。鱼雷质量不佳的原因在于，磁性引信装置的设计不够完善，以及对这种引信装置盲目自信。但是，如果有充足的试验经费，这种设计上的缺陷本来早就可以发现。由于经费太少，平时连爆炸一个战雷头也是办不到的。因为一个战雷头所花费的经费就用掉了整个年度试验预算中的很大一部分款额。因此，进行试验时，一律使用操雷头，与其说是要求操雷头命中目标，不如说是要求操雷头从目标下面通过。于是，一次又一次的试验只是检验陀螺仪操舵装置和蒸气推进系统，并未抓住实战中的关键问题。关键在于战雷头，但是，却对战雷头深信不疑，实际上，问题就出在这里。
战前，美国海军研制了一种绝密的MK…6引爆装置，在这种引爆装置中装有一个磁性起爆器。这种起爆器因钢铁船壳引起周围磁场的激烈变化而开始启动。据鱼雷射击教令规定，“使MK…6鱼雷在目标舰下3。5米深度通过时，引爆装置即开始启动”，便可炸毁舰底的油舱，或许还能炸断龙骨。实际上，有许多鱼雷即使从目标正下方通过也未爆炸。据“棘鬣鱼”潜艇报告，该艇曾13次占领有利的鱼雷发射阵位实施鱼雷攻击，但无一命中。这件事使洛克伍德将军火冒三丈，对鱼雷进行了一系列的试验。发现试射的8条鱼雷通过鱼网时比装定的深度平均深3。5米。最后，连军械局也只得承比这种装有340公斤梯恩梯炸药的鱼雷，在战斗中比预先装定深度至少深了3米。但是，在着手克服这个毛病时，又引起另一个严重问题，即鱼雷总沿着一条正弦波曲线前进。如果鱼雷从目标舰正下方通过时，恰好处于周期的顶部，那么就会起爆；否则，即使鱼雷从目标舰下方通过，由于磁场变化没有达到一定的量，也不会爆炸。
接着，减小深度进行试验，结果，鱼雷过早爆炸的现象大增。过早爆炸会使艇员们误认为鱼雷已经命中目标。在地磁赤道附近，舰船磁场的水平分量通常比垂直分量强，致使MK…5引爆装置往往在目标前方45米处起爆。据知，鱼雷过早爆炸的原因是多方面的，有的是由海水的飞溅引起的，有的是由目标舰的航迹涡流引起的。鉴于这种情况，洛克伍德将军于1943年6月下令停止使用磁性鱼雷，改用触发鱼雷。这样，过早爆炸的问题虽已解决，但是不爆炸的问题又接踵而来。
尽管这种触发引信的缺点很多，但与鱼雷航行深度过大和过早起爆的缺点相比，总要好些，因而一时尚未暴露出来。MK…6触发鱼雷的缺点，直到1943年7月下旬才暴露出来。“黑鲹”号潜艇艇长L·R·达斯皮特海军中校在特鲁克岛以西游域遇到一艘1900吨的日本油船图南丸。。达斯皮特艇长首先在远距离上从不很有利的舷角发射4条鱼雷，其中有2条命中目标，在船艉附近爆炸，巨大的油船用停止了前进。接着，又从油船的左后方发射2条鱼雷，并认为也都命中目标。然后，“黑鲹”号转移到目标的正横方向，占领了一个理想的发射阵位，从艇艉和艇艏的鱼雷发射管又齐射9条经过严格检验的鱼雷。结果，9条鱼雷全部命中，但是1条也未爆炸。达斯波特艇长虽然十分恼火，但是非常清醒，他留下最后一条鱼雷，带回珍珠港进行检查。
这件事竟使触发引信质量不高的问题得到了彻底解决。浴克伍德将军命令对触发引信装置的机械性能进行彻底的检查。意外地发现，撞针机件的强度不够，经不住直角撞击。如果命中角不超过45度，撞针就能击发起爆；如果鱼雷与目标以直角撞击，这种精密的机件就会被撞毁，致使鱼雷失灵。上述试验说明，“黑鲹”号潜艇发射的鱼雷确实命中而未爆炸。因为命中并已爆炸的4条鱼雷都是撞在船艉的弯曲部；而命中并未爆炸的9条鱼雷，都是成直角与目标相撞的。在珍珠港改进了机件，消除了这一缺陷之后，美潜艇才有了可以信赖的武器。这样，经过两年半以上的时间，才使战前被引到错误发展方向上去的“秘密武器”和未经过充分试验的部件等方面的问题得到解决。
在蒸气瓦斯鱼雷发展得较为完善之后，又出现了电动鱼雷。后者的速度较慢（蒸气瓦斯鱼雷的速度已达到46节，而电动鱼雷的速度仅为28节），难为海军接受。但在潜艇军官看来，电动鱼雷没有航迹，这一特点可以弥补速度低的缺陷。因此，潜艇装备的鱼雷多是电动鱼雷。
参加吉尔伯特作战和马绍尔作战
1943年11月，尼米兹、斯普鲁恩斯和洛克伍德三位将军密切配合，同心协力地实施吉尔伯特群岛的登陆作战。他们判断，参加抗登陆作战的日军水面舰艇部队，为了避开瓜达尔卡纳尔岛美军岸基飞机的领察，很可能从北面实施反击，即从特鲁克基地出发，在马绍尔群岛加油，然后南下进行反击。为此，把3艘潜艇配置在特鲁克附近海域，另派3艘潜艇到马绍尔群岛一带巡逻，并在特鲁克与马绍尔之间部署2艘潜艇。此外，还在塔拉瓦以西300海里处配置一艘潜艇，负责传送每天的气象预报。
由于日本水面舰艇部队未向吉尔伯特群岛方向出动，美潜艇部队几乎无用武之地，仅仅攻击了从附近海域通过的日护航运输队或没有护航的商船。尽管这样，自己还损失了两艘潜艇。11月16日，“科尔维纳”号潜艇在特鲁克海域被日潜艇击沉，这也许是太平洋战争中日潜艇击沉的唯一一艘潜艇。11月19日，在特鲁克群岛和马绍尔群岛之间巡逻的“大头鱼”号潜艇，向一个护航运输队接近时被发现，遭到护卫舰深水炸弹的攻击，受伤后只好浮出海面，使用火炮竭力奋战，最后自沉，一些军官和艇员们也随之丧生，其中包括约翰·克伦威尔海军上校。他是根据洛克伍德的命令随艇出海研究实施狼群战术的兵力编成和指挥等问题的。因为他了解战争计划方面的某些重要问题，唯恐被日军俘虏后进严刑拷打或服用麻醉剂而泄密，所以就选择了自沉这个办法。为了表形他的悲壮行为，美国国会追授荣誉勋章。在弃艇跳水的“大头鱼”号艇员中，日军救起42人，其中一名重伤员又被日军残忍地扔到海里。日军把被俘艇员带到特鲁克，后来又由“云鹰”号和“冲鹰”号护航航空母舰运往日本。
接着，就发生了一件战争中实在令人啼笑皆非的事情。恰在这时，美潜艇“东方旗鱼”号前往日本海域进行第10次巡逻。这是这艘潜艇在罗伯特·沃德海军少校指挥下第一次出海执行任�