В 1917 году получил назначение на должность командира подлодки — минного заградителя U-25. Воевал на Средиземноморье, совершил два боевых похода, в которых выставил минные заграждения, и торпедировал пять судов противника. Атака конвоя, идущего на о. Мальта, утром 4 октября 1918 года стала последней для его корабля. При погружении лодка внезапно получила большой дифферент на нос и «провалилась» на глубину более 90 м (предельная глубина погружения U-25 составляла 60–70 м). Дёниц не растерялся, установил горизонтальные рули на всплытие и сумел поднять корабль на поверхность. Субмарину выбросило из воды… в самом центре вражеского конвоя; ведя артиллерийский огонь, к ней устремились эскадренные миноносцы охранения. Уйти же под воду было невозможно — при экстренном всплытии израсходовали весь запас сжатого воздуха. Лодка получила несколько попаданий, стала тонуть, Дёниц скомандовал: «Всем покинуть корабль!» Большинство экипажа удалось спасти, но подводники угодили в плен.
Из плена Дёниц вернулся в 1919 году. В отделе кадров штаба флота ему предложили продолжить службу в военно-морских силах. И хотя за годы войны Дёниц превратился в ярого сторонника подводных лодок, служить пришлось на надводных кораблях (командовал миноносцем, флотилией миноносцев), в Главном морском штабе в Берлине.
На корветен-капитана[3] К.Дёница обратил внимание главком ВМС Эрих Редер. Характеризуя Дёница, адмирал писал: «усердный, находчивый и честолюбивый офицер, профессионал высокой квалификации с самостоятельным мышлением и задатками лидера». Вскоре последовало производство в чин фрегаттен-капитана и назначение на должность командира легкого крейсера «Эмден» — одного из немногих боевых кораблей, построенных в «послеверсальской» Германии.
На «Эмдене» в 1935 году Дёниц совершил дальнее плавание в Индийский океан вокруг Африки. По возвращении в Вильгельмсхафен его ждал сюрприз. На борт крейсера прибыл гросс-адмирал Редер, который сообщил фрегаттен-капитану о решении назначить его на должность командующего подводными силами. Дёниц вспоминал: «Решение главнокомандующего было неожиданностью… Я был далеко не в восторге от нового назначения. Воспринял это назначение как перевод на запасный путь».
Впрочем, Дёниц являлся военным человеком до мозга костей. Фрегаттен-капитан имел семью: жену и трех детей, но жизнью его был военно-морской флот, и он с энтузиазмом взялся за порученное дело. Подводные силы германского флота в то время представляла всего одна 1-я флотилия «у-ботов»[4] «Веддиген»[5]. В состав флотилии первоначально входили 11 субмарин типа II, и Дёниц поставил перед собой и подчиненными задачу — привести лодки в полную боеготовность в течение полугода.