10 сентября подводная лодка К-2 (командир капитан 3 ранга В.П.Уткин) в очень сложных условиях — плохая видимость, стесненность и мелководность района, близость береговых наблюдательных постов противника — поставила мины у о. Вардё (после этого лодка должна была действовать на морских коммуникациях противника). Было выставлено пять минных банок (по две-три мины в каждой банке) с интервалом 60 метров.
Последующие минные постановки производились в более удаленных районах. Командиры лодок пользовались данными наблюдений за движением транспортов противника, с тем чтобы ставить мины не на предполагаемых, а на фактических путях движения конвоев.
Так, 9 ноября 1941 года по данным наблюдений подводная лодка К-21 (командир капитан 3 ранга А.А.Жуков) произвела постановку 10 мин в пролив Бустасунд. На следующий день эта же лодка поставила 10 мин на подходах к Гаммерфесту.
До конца 1941 года подводные лодки Северного флота поставили 147 мин (сентябрь — 14, октябрь — 33, ноябрь — 60, декабрь — 40). Мины ставились обычно небольшими банками с таким расчетом, чтобы охватить большие водные пространства. Это увеличивало напряжение тральных сил противника, сковывало его действия. Очень важными являлись минные постановки на шхерных фарватерах западнее о. Магерё. Они вынуждали противника двигаться в этом районе вне шхер, что облегчало действия подводных лодок.
В начале осени 1941 года подводными лодками Северного флота впервые была применена артиллерия.
12 сентября, находясь в подводном положении в районе мыса Харбакен, подводная лодка К-2 (командир капитан 3 ранга В.П.Уткин, на борту командир дивизиона капитан 2 ранга М.И.Гаджиев) обнаружила транспорт противника. Курсовой угол был большой, и лодка не могла выйти в торпедную атаку, поэтому командир принял решение применить артиллерию. Всплыв в надводное положение, К-2 с дистанции 40–45 кабельтов открыла по противнику огонь из носовой 100-мм пушки. С четвертого выстрела было достигнуто попадание, транспорт начал тонуть. В это время появился вражеский самолет, и лодка вынуждена была погрузиться. Самолет сбросил на нее две бомбы, однако не причинил повреждений. Через 15 минут на лодке услышали глухой взрыв, который был расценен как взрыв котлов на тонущем судне. Когда всплыли под перископ, транспорта не было видно.
Артиллерийская атака подводной лодки К-2 явилась первым случаем успешного применения артиллерийского оружия подводными лодками в Великой Отечественной войне. Вслед за К-2 артиллерию применяли и другие лодки: К-23, К-3, К-22. Всего в 1941 года подводные лодки Северного флота выполнили семь артиллерийских атак, в результате которых были потоплены транспорт, траулер, сторожевой корабль, несколько мотоботов.
Несмотря на первый успех, в скором времени стало очевидно, что возможности подводных лодок в использовании артиллерии очень ограниченны. Опыт показал, что артобстрел применим лишь против малых судов, следующих без охранения, в остальных же случаях его следует рассматривать как крайнее средство борьбы против атакующего противника.
В итоге кампании 1941 года подводные лодки Северного флота потопили 31 судно противника (данные приведены по отчетам командиров подводных лодок и другим материалам штаба флота). На минах, поставленных лодками, подорвалось 5 транспортов. Лодки совершили 74 боевых похода, выполнили 53 торпедные атаки, в основном по транспортам, следовавшим в охранении (в 30 случаях — в охранении, в 18 — без охранения). Наиболее часты были атаки в светлое время суток (42 атаки — днем, 11 — ночью). Преобладала стрельба одиночными торпедами. Всего было выпущено 95 торпед. В среднем на один потопленный транспорт расходовалось три торпеды. Средняя дистанция стрельбы составляла 9,4 кабельтова. В 1941 году Северный флот не потерял ни одной подводной лодки.
Наиболее результативными в этом году были подводные лодки Д-3 (командиры капитан-лейтенанты Ф.В.Константинов, М.А.Бибеев), Щ-421 (командир капитан 3 ранга Н.А.Лунин) и М-171 (командир капитан-лейтенант В.Г.Стариков). Большую роль в достижении ими успеха сыграло наставничество командиров дивизионов. Талантливыми воспитателями командиров лодок проявили себя капитаны 2 ранга М.И.Гаджиев, И.А.Колышкин, Н.И.Морозов.
Успехи подводных сил Северного флота в 1941 году во многом зависели от полученных разведданных.
Фактически подводные лодки пользовались лишь той информацией о противнике, которую сами добывали.