Уже спустя 4 дня «Щ-309» вновь вышла в море. Сначала субмарину направили к Мемелю, но позднее переориентировали на район у Виндавы (сектор № 1). Уже утром 10 ноября «Щ-309» сопутствовал успех. После удачно проведенной атаки на дно пошел транспорт «Карл Корде» в 903 брт. (57°30′ с.ш./21°20′ в.д.). Через два дня подводная лодка пыталась увеличить счет, атаковав конвой в 16 милях к западу от Виндавы. По докладу командира торпеды поразили один из транспортов, но, по данным противника, конвой в сопровождении тральщика «М-22» прибыл в место назначения без потерь.
16 ноября «Щ-309» получила приказ переместиться к полуострову Сырве, где в это время шли тяжелые бои. Советские войска пытались овладеть полуостровом, позволяющим контролировать Ирбенский пролив. Немецкие сухопутные части поддерживали корабли из 2-й боевой группы кригсмарине (тяжелый крейсер «Адмирал Шеер», миноносцы «Т-5», «Т-9», «Т-13», «Т-16»), которые своим огнем удерживали наступающие советские войска.
В ночь на 17 ноября «Щ-309» была в указанном районе. Корабли противника были обнаружены только вечером 21 ноября. До этого подводная лодка искала их в 30 милях от берега. В 8 милях северо-западнее маяка Сырве «Щ-309» безрезультатно выпустила 2 торпеды по одному из миноносцев. Ветчинкин в своем докладе утверждал, что слышал взрывы, но, скорее всего, это были взрывы бомб, сбрасываемых советской авиацией. Перезарядив торпедные аппараты, «Дельфин» появился в районе боев через два дня. Обнаружив 23 ноября отряд кораблей противника в составе карманного линкора «Адмирал Шеер» и эсминцев, Ветчинкин не решился атаковать, ссылаясь на малые глубины и слабую подготовку личного состава. Та же история повторилась на следующий день. 24 ноября немцы провели успешную эвакуацию войск с полуострова Сырве. Необходимость нахождения в данном районе «Щ-309» отпала, и она вновь была перенацелена в район Виндавы, где до 1 декабря имела множественные контакты с силами ПЛО противника. Возможность атаковать все же появилась. Утром 7 декабря в 11 милях северо-западнее маяка Ужава «Щ-309» из надводного положения атакует конвой, в результате чего торпеды попадают в транспорт «Норденхам» в 4592 брт., который окончательно затонул 9 декабря. Израсходовав боезапас, вечером 7 декабря «Щ-309» направилась в Турку, куда прибыла 11 декабря и встала в межпоходовый ремонт.
Видимо, несмотря на два потопленных транспорта, командование довольно низко оценило результаты последнего похода «Дельфина», так как по окончании ремонта экипажу субмарины предоставили 10 дней для тренировки, а в следующий боевой поход на борту «Щ-309» в качестве обеспечивающего вышел командир бригады контр-адмирал С. Б. Верховский, который от наркома ВМФ получил приказ лично научить своих подчиненных действовать более эффективно.
