自九月三日“雅典娜”号被击沉后，英国认为德国已开始实施无限制潜艇战，立即消除了一切犹豫，从九月五日起开始实行在一次世界大战中颇有见效的护航运输船队体制，至十月英国同其他盟国的主要航线上都建立起护航运输船队体制。事实上希特勒在开战初期一直对英国抱有媾和的幻想，因此严禁邓尼兹实施无限制潜艇战，在破交行动中必须严格执行对商船的俘获规则。
英国护航运输船队体制，源自数学概率论的原理，也是数学家在战争中的一大贡献，根据概率论分析，商船在海上与潜艇相遇，是随机的，一定数量的船只，编队规模越小，批次就越多，批次一多，与潜艇遭遇的机率也就增加了；而且由于潜艇数量有限，每次与船队遭遇，因所携带弹药限制，只能攻击相同的商船，也就是说，船队规模越大，即使与潜艇遭遇，每艘船被击沉的机率就越小。综合上述两条规律，船队规模越大，每艘船被击沉的概率就越小，以一百艘船为例，如果编为五队，每艘船被击沉的概率为２５％；如果编为一队，每艘船被击沉的概率为１％，足足相差二十四倍！
护航运输船队体制由英国海军部领导，所有船只编为运送物资的慢速运输船队〔航速在七点五节以下〕、运送物资的快速运输船队〔航速在九至十节〕和运送军队的运输船队三种，固定航线的护航运输船队，通常使用起驶点的第一个英文字母为代号，如哈利法克斯开往英国的船队代号为ＨＸ，各固定航线均有护航运输船队的航行日程表。
早期的护航运输船队通常由四十至六十艘船组成，排成九路或十二路纵队，船与船之间距离约为五百五十米，纵队之间间隔约为九百米，形成正面宽约四至四点五海里，侧翼宽约一点五至两海里的长方形队形，这样一来可以减少运输船队侧翼遭到潜艇攻击的机会，二来可以避免队形过长，后尾船只忙于追赶前面船只，三来能减少船只相互碰撞的危险，而且这样的队形最有利于各船之间的目视通信。护航军舰以四艘配置于船队的四角，形成盒状警戒圈，其余军舰则位于船队正前方扇面。最初英军使用战列舰或巡洋舰担任护航军舰，当德军水面舰只的威胁消除后，便不再使用战列舰或巡洋舰护航了，因为在潜艇威胁面前，使用宝贵的战列舰或巡洋舰为运输船护航有些得不偿失。
有些人对护航船队体制持否定态度，认为大批船只在装完货物或卸完货物后，必须停留在港口，等待与其他船只编成护航船队，这样既浪费了时间又减低了船舶运载量。但事实胜于雄辩，护航运输船队体制的实行，大大降低了船只的损失，在战争爆发后的四个月中，编入护航运输船队的五千七百五十六艘船只中，只有十二艘被击沉，而且这十二艘中还有五艘是在掉队的情况下被击沉的。而同一时间里单独航行的船只有一百零四艘被击沉。这一阶段，英国共损失运输船一百一十六艘，计四十二万三千吨。
战争初期，英国的反潜措施除了采取护航运输船队体制以外，就几乎没有其他有效的措施了。航母编队的攻击性反潜战术，因“勇敢”号被击沉而夭折；反潜飞机装备的ＭＫⅠ型雷达性能欠佳，只能发现五千米外水面状态航行的潜艇，在能见度好的情况下，潜艇甚至通过目视观察能先发现飞机！而且反潜飞机由于使用的炸弹性能不佳，投向潜艇后反而会被水面反弹到空中爆炸，对飞机所造成的损害竟然更甚于对潜艇的损害！有两架飞机就这样被自己的炸弹所击落。加之反潜飞机数量严重不足，英国只得采取“稻草人”战术，即征用大量民间飞行俱乐部无武装的飞机，沿海岸飞行，以迫使德军潜艇下潜，并及时发现被击沉的运输船，这种落后的战术竟然一直使用到一九四○年五月法国沦陷后。要使反潜飞机真正在作战中发挥作用，不仅要对炸弹进行改装，还要安装轰炸瞄准具和新型的探测仪，完成这些工作至少需要一年的时间。
为了弥补护航舰只的不足，英国开始加紧建造轻型护卫舰，这种护卫舰排水量在两千吨以下，装备火炮、深水炸弹和声纳，在武装拖网渔船和其他小型舰艇的支援下，是一种能在近岸海域有效进行反潜作战的舰艇。
在一九三九年九月至一九四○年五月的第一阶段中，德军由于种种原因限制，主要采取的是单艇作战，邓尼兹还是按照战前的设想开始进行集群作战的尝试性实验，第一次是一九三九年十月中旬，出动六艘潜艇，结果其中一艘在英吉利海峡触雷沉没，两艘在攻击护航运输船队中被击沉，因此集群作战实验没有成功。
同时组织潜艇在英国海岸附近海域进行了大面积布雷，所布的水雷先后炸沉十二艘船只炸伤六艘，损失船只的吨位达十二万吨。
一九三九年十一月中旬，邓尼兹再次出动四艘潜艇进行集群作战尝试，Ｕ－５３号潜艇发现了ＫＳ－２７护航运输船队，尽管多次遭到英军护航军舰和水上飞机的压制和驱赶，但仍一直保持着与船队的接触，并引导其他三艘潜艇赶来，但因种种原因没能达成集群攻击，潜艇只对掉队的船只进行了攻击。