На исходе 26 августа «Л-3» обнаружила конвой и четырьмя торпедами атаковала два транспорта из его состава. С борта подводной лодки наблюдали попадания в оба транспорта и пожары на них, но данных со стороны противника, подтверждающих успех «Л-3», пока нет.
27 августа субмарина переместилась в район южнее острова Эланд, где была заменена лопнувшая крышка правого дизеля. Вечером 1 сентября юга-восточнее маяка Эланд-Седра-Удде «Л-3» атаковала миноносец типа «Фальке» и, хотя на лодке слышали взрыв, в данное время и данном месте Германия не теряла кораблей этого класса. Спустя 20 минут «Л-3» вновь атакует. На этот раз торпеды были выпущены по транспортам из состава конвоя. Спустя 12 минут командир субмарины наблюдал в перископ, что одно судно тонет, а второе стоит без хода, но зарубежных данных о результатах этой атаки нет.
Утром 3 сентября «Л-3» начала возвращение на базу и в ночь на 5 сентября приступила к форсированию Финского залива. Возвращение давалось нелегко. Четырежды над лодкой гремели взрывы вражеских мин, нанеся кораблю незначительные повреждения корпуса и механизмов. Счастливо преодолев противолодочный барраж противника, в ночь на 9 сентября «Л-3» прибыла на Лавенсари, откуда перешла в Кронштадт.
Командование высоко оценило результаты последнего похода «Л-3». Весь ее экипаж был отмечен правительственными наградами. За короткий промежуток между походами корабль посетили писатели Александр Фадеев и Всеволод Вишневский, поэтесса Ольга Берггольц.
Уже 27 октября 1942 года «Л-3» снова выходит в море. 29 октября корабль приступил к преодолению противолодочного рубежа противника. Вечером следующих суток при форсировании заграждения «Юминда» подводная лодка подорвалась на мине. К счастью, взрыв, произошедший в 30 метрах выше над лодкой, не нанес ей существенных повреждений, только в корпусе в районе 15-го шпангоута образовалась вмятина. Вечером 1 ноября «Л-3» вышла из Финского залива. На следующий день в 6 милях южнее маяка Утё подводная лодка выставила минную банку из 10 мин, на которой подорвался транспорт «Гинденбург» (7888 брт.), перевозивший из Данцига в Финляндию 1000 (по другим данным, 2000) советских военнопленных. Кроме них на борту судна находились 191 охранник, 36 автомобилей и другое военное имущество. При взрыве 15 человек, в том числе 6 пленных, погибли. Еще 13 пленных было ранено в ходе подавления бунта, который вспыхнул после подрыва судна. «Гинденбург» держался на плаву, но попытка спасти пароход не увенчалась успехом, и он затонул между островами Корпо и Нагу 19 ноября.
