Главное командование ВМФ Германии сразу «оглохло», потому что одна лишь разведка с воздуха не могла дать ему достаточной информации. Немецкие суда больше не могли по своему усмотрению наносить удары по преобладающим силам английского флота или избегать встречи с ними. В результате Главное командование, которое и раньше никогда не питало тёплых чувств к операции «Морской лев», охладело к ней ещё больше.
Весной 1941 года немецкие криптоаналитики раскрыли английский «Военно-морской код № 3». Информация из дешифрованных английских сообщений часто позволяла немецким кораблям и подводным лодкам уклоняться от столкновений с преобладающими силами английского флота. Поступала и другая важная информация. Так, в 1941 году криптоаналитики предоставляли капитанам своих подводных лодок указания командующего английским флотом капитанам конвоев, которые плыли в Англию, как им обходить опасные зоны на подходе к родным берегам. Понятно, такая информация была крайне полезна немецким подводникам, потому что позволяла «волчьим стаям» подлодок устраивать эффективные засады.
К сожалению, для англичан изменения в организации шифрованной связи, которые были сделаны ими в сентябре 1941 года и имели своей целью ещё больше усложнить труд немецких дешифровальщиков, напротив, её облегчили. К началу 1942 года специалисты «службы наблюдения» опять поставляли руководству ВМФ важную информацию. На основании немецких архивов, захваченных после войны, англичанам стало известно, что в тот период руководство ВМФ получало от дешифровальщиков аналитическую информацию на основании содержания более 2000 радиограмм в месяц.
В 1942 году немцам случайно удалось получить интересную информацию. Немецкий рейдер «Тор» захватил в Индийском океане австралийский лайнер «Нанкин». Капитан успел выбросить за борт корабля все коды и секретные документы, но 120 мешков с дипломатической почтой, где оказались и оперативные документы британского командования, достались немцам.
Среди них оказались сообщения о раскрытии союзниками японских шифров. В сентябре на мелководье в Атлантике немцами был потоплен английский эсминец «Сикх», с которого им удалось поднять кодовые книги.
Немцы получали достаточно подробные сведения о времени прибытия атлантических конвоев в прибрежных воды Великобритании, данные о распределении судов по портам назначения, районах подхода конвоев или одиночных судов, их количестве, о метеорологических условиях. Они получали информацию об успехах эскортных сил, об атаках немецких подводных лодок и нанесённых ими повреждениях.
К февралю 1942 года «служба наблюдения» достигла значительных результатов в раскрытии «конвойного шифра» и читала большую часть зашифрованных с его помощью радиограмм, которые относились не только к североатлантическим конвоям, но и к операциям в средиземноморье и других районах мира.
К октябрю 1942 года дешифровщики читали радиообмен с конвоями союзников настолько быстро, что Дениц иногда получал информацию о будущем движении судов за десять-двадцать часов до фактического осуществления того или другого манёвра. Эта информация дополнялась той, которую немцы без труда получали из повседневного радиообмена между командованием британского ВМФ на западных подходах к Британским островам и Галифаксу (городу в Канаде, где был расположен штаб конвойных операций). В соответствии с этими сообщениями немцы, в частности, знакомились с указаниями командирам конвоев об обходе опасных зон около берегов Англии.
«Служба наблюдения» раскрыла основные английские морские шифры к осени 1942 года, а новые радистам британского ВМФ доставили лишь в июне 1943 года. 10 июня был наконец заменён код № 3, новый же оказался намного более стойким. Между тем, в торговом флоте англичан старые шифры использовались ещё около 6 месяцев.
Удалось немцам также вторгнуться в радиотелефонную сеть правительственной связи Вашингтон-Лондон. Все переговоры (а их было до двух тысяч в месяц) они успешно расшифровывали, получая ценную информацию. Благодаря этому немецкий ВМФ, в частности подводный, топил многочисленные британские конвои в Атлантике. Английские манерность и беззаботность привели к потере сотен кораблей и гибели около 300 тысяч моряков.
В январе и феврале 1943 года «служба наблюдения» овладела навыками раскрытия английских военно-морских шифросистем настолько хорошо, что читала даже английский «Доклад о местонахождении немецких подводных лодок», регулярно передававшийся в зашифрованном виде по радио командирам караванов, находившихся в море. Дёниц писал в своём дневнике, что эти «доклады» имели огромное значение для успешного определения возможностей и мероприятий противника по выявлению немецких подводных лодок.
Как ВМФ использовал информацию, полученную из радиоперехвата и дешифровки, и насколько ценной она была для командиров подводных лодок, хорошо видно на примере конвоев «НХ.229» и «SC.122», которым пришлось вести длительную борьбу с большой группой немецких подводных лодок в период с 16 по 19 марта 1943 года. До первой атаки подлодками этих конвоев штаб немецкого ВМФ прочитал 16 радиограмм, в которых содержалась информация о движении обоих конвоев.
Особо важными среди них были радиограммы, отправленные 4 и 13 марта. В первой сообщались подробности океанского маршрута для конвоя «НХ.229» и отставших от него одиночных судов, а во второй обоим конвоям давался приказ уклониться от маршрута на основании данных о местонахождении немецких подводных лодок, полученных оперативно-информационным центром Адмиралтейства.
Хорошо информированный штаб немецкого ВМФ сосредоточил для атаки этих конвоев 40 подводных лодок, и это закончилось для союзников потерей 21 судна суммарным водоизмещением 140 тысяч тонн, в то время как немцы потеряли всего одну подводную лодку. Официальный английский военно-морской историк назвал это «серьёзным несчастьем для дела союзников».
В том, что период ужасных потерь и кризисов быстро изменился периодом триумфального контрнаступления, в результате которого до июня 1943 года немецкие подводные лодки были вынуждены уйти из Северной Атлантики, не последнюю роль сыграло то обстоятельство, что с того времени и в дальнейшем «служба наблюдения» перестала обеспечивать подводные силы информацией, к которой они так привыкли. Именно в июне 1943 года была введена в строй новая система шифра, которая решила много проблем для английских ВМС.
У «службы наблюдения» начались серьёзные трудности, поскольку чтение шифропереписки союзников почти прекратилось. Дениц признал поражение своих подводных сил 24 мая, когда приказал подводным лодкам перейти в район к юго-западу от Азорских островов с соблюдением всех мер безопасности. Ежемесячные потери немецких подводных сил в процентном отношении к количеству лодок, которые находились в море, стали резко увеличиваться: с 3,9 % в первой половине 1942 года до 9,2 % в первом квартале 1943 года.
Английские специалисты, которые отвечали в британских ВМС за безопасность связи, делали всё возможное, чтобы усложнить работу немецких дешифровальщиков. Так, например, немцы очень редко могли заблаговременно получать информацию о передвижении английских военных кораблей. В частности, они не прочитали ни одну радиограмму во время операции британских ВМС по затоплению немецкого линкора «Шарнхорст» около норвежских берегов в декабре 1943 года, хотя перехватили их около 30.
В ходе операции «Торч» (высадка союзников в Марокко и Тунисе) в ноябре 1942 года был использован специально созданный для этого шифр, так и оставшийся нераскрытым. Специальные шифры применяли и во время других больших операций: при высадке на Сицилии в 1943 году и в Анцио (Италия) в январе 1944 года. Во время последней «службе наблюдения» немецкого ВМФ удалось перехватить 158 радиограмм, но ни одной прочитать она не смогла.
Однако на последних стадиях войны криптоаналитики кригсмарине опять смогли читать некоторые тактические коды и шифры противника. Благоприятным фактором было то, что боевые действия надводных кораблей и авиации союзников в битве за Атлантику в то время активизировались.
В эфир стали отправлять большее количество сообщений, и это облегчало немцам процесс дешифровки. Они в тот период читали до 1500 радиограмм в месяц. Однако летом 1944 года союзники ввели новый, более надёжный шифр для связи с судами конвоев. Все попытки немцев раскрыть его успеха не имели.
Хотя основные усилия служб радиоперехвата и дешифровки кригсмарине были сосредоточены против западных союзников, не обошли они своим вниманием и восточный фронт. В 1941-44 годах немецкие подводные лодки активно действовали в советском Заполярье. Их целью были конвои и отдельные суда, осуществлявшие перевозки Северным морским путём.
Немецкие подводники активно действовали в Баренцевом, Белом и Карском морях, нередко их лодки заходили и дальше к востоку. До нападения на СССР, для наблюдения за районом Баренцева моря немцы использовали радиопеленгаторную станцию в норвежском городе Киркенес. Более восточные районы были вообще недоступны. Понятно, что такая ситуация немцев не устраивала.
В 1942 году на советской территории — острове «Земля Александра» архипелага «Земля Франца-Йосифа» секретно была развёрнута 24-я база метеорологической и пеленгаторной службы кригсмарине. Здесь находился пункт отдыха и пополнения запасов немецких подводников, а также аэродром. Посты радиоперехвата были развёрнуты и на других секретных базах немецких подводников в советской Арктике. Советская служба радиоразведки неоднократно фиксировала сеансы связи немецких подводных лодок с радиостанциями, находящихся на территории СССР.
К сожалению, советские моряки в начальный период войны не всегда должным образом защищали информацию. Если на военном флоте всегда понимали необходимость обеспечения секретности и безопасности связи, то сотрудники Главного Управления Северного морского пути (далее — ГУСМП) таких мер не осуществляли.
Капитаны торговых судов и ледоколов, лётчики полярной авиации, зимовщики полярных станций практически не пользовались шифрованной связью. Переговоры о местонахождении судов, маршруты конвоев и т. п. велись открытым текстом. Несмотря на многоразовые предупреждения военных специалистов о недопустимости подобных действий, состояние дел у полярников по безопасности связи не улучшилось.