28 октября 1942 года «Щ-307» начала возвращение на базу, куда прибыла 6 ноября. По результатам похода лодке засчитали потопление одного транспорта и трех малых вспомогательных судов противника.
В 1943 году лодка в море не выходила.
24 февраля 1944 года командиром корабля назначен капитан-лейтенант Калинин Михаил Степанович, до этого служивший помощником командира на «Щ-303». В июле 1944 года «Щ-307» совершила один учебный выход в Ладожское озеро.
С выходом Финляндии из войны и перебазированием подводных лодок КБФ на финские порты и базы их выходы на коммуникации противника возобновились.
4 октября 1944 года «Щ-301» вышла на позицию в район Виндавы. 16 октября, подойдя к Виндаве, Калинин обнаружил четыре судна противника, стоящих на якоре. Войдя в рейд, «Щ-307» атаковала их четырехторпедным залпом, после чего подводная лодка двое суток подвергалась преследованию противолодочных катеров. К счастью, лодке удалось оторваться от них и уйти. По докладу командира «Щ-307» Калинина, в результате этой атаки потоплено 3 транспорта. Командование КБФ утвердило доклад, несмотря на то, что факты, изложенные в нем, уже тогда вызывали сомнения. В послевоенных советских источниках результатом атаки посчитали уничтоженными танкер и транспорт «Хильма Лоу» (2414 брт.), потопление которого правильно было бы отнести на счет подводной лодки «Лембит» (атака 13 октября 1944 года).
Перезарядив торпедные аппараты, лодка попыталась повторить маневр и прорваться на рейд Либавы, но силы ПЛО противника не дали ей этого сделать, и «Щ-307» снова вернулась к Виндаве. В этом районе лодка еще трижды атаковала конвои противника (29 октября и дважды 3 ноября), причем все три атаки посчитали успешными. В ходе последней атаки «Щ-307» стали жестоко бомбить. От близких разрывов глубинных бомб лодка получила повреждения, кроме того, 5 ноября на ней вышло из строя управление вертикальным рулем. Ночью лодка всплыла. В течение шести часов рулевой старшина 2-й статьи Чернышов, трюмный машинист старшина Танин и артиллерист Карев, работая в ледяной воде в легководолазных костюмах, исправили повреждение, и 7 ноября «Щ-307» благополучно вернулась в Турку. По результатам похода командование засчитало в актив «Щ-307» четыре (в некоторых источниках фигурирует цифра «6») транспорта противника. Хотя в трех последних случаях на лодке видели или слышали попадания торпед, в зарубежных источниках подтверждения успешности атак «Щ-307» не обнаружено.
