В сентябре 1916 года его перевели на авиационную станцию в Сан-Стефано и Дарданеллах. В декабре же его отозвали на родину и направили на курсы офицеров-подводников – быстро растущему подводному флоту Германии требовались все новые и новые офицеры. Уже 17 января 1917 года он был назначен вахтенным офицером на подводную лодку U-39, а через год – 1 марта 1918 года – получил под свое командование подлодку UС-25. Действуя в Средиземноморье, потопил транспортный пароход, а затем итальянский грузовой корабль водоизмещением 5 тысяч тонн. В сентябре 1918 года он получил в командование новую подводную лодку UB-68. 4 октября 1918 года Дёниц атаковал английский конвой и потопил транспорт «Упэк» (водоизмещением 3883 тонны), но из-за ошибки механика лодка получила повреждения. Дёниц приказал ее затопить, а экипажу сдаться англичанам. К этому времени он уже был награжден Железным крестом 1-го (5 мая 1916 года) и 2-го (7 ноября 1914 года) класса, а также Рыцарским крестом ордена Дома Гогенцоллернов с мечами (10 июня 1918 года). Пленного обер-лейтенанта поместили в лагерь для военнопленных офицеров в Редмайере (близ Шеффилда), где Дёниц симулировал сумасшествие, сумел обмануть психиатров и был освобожден.
В июле 1919 года он вернулся в Германию и был вновь принят на службу в ВМФ. О службе на подводных лодках речь, конечно же, не шла – по условиям Версальского мира Германии было запрещено иметь подводный флот. В 1920–1923 годах Дёниц командовал миноносцами V-5, Т-157 и G-8 на Балтике, а в марте 1923 года был переведен в Инспекцию минного и торпедного дела в Киле в качестве советника и адъютанта. Здесь Дёниц принял участие в разработке нового образца глубинной мины и вообще в мероприятиях по тайному возрождению германского флота. 3 ноября 1924 года его назначили советником Отдела морской обороны Морского руководства – здесь ему предстояло проработать почти три года, принять участие в разработке нового военно-морского устава, положения о воинских преступлениях и др. Кроме того, на него было возложено осуществление контактов с Рейхстагом, что дало ему широкие связи в политических кругах. После скандала, связанного с тайным воссозданием ВМФ, Дёница в октябре 1927 года перевели подальше от Берлина навигационным офицером на легкий крейсер
Постепенно (но отнюдь не быстро – вообще в Веймарской республике быстрых карьер не делалось) Дёниц поднимался по служебной лестнице: получил пост командира 4-й полуфлотилии 1-го дивизиона миноносцев (24 сентября 1928 года), был произведен в капитаны 3-го ранга (1 ноября 1928 года). 30 сентября 1930 года он был назначен 1-м офицером Адмирал-штаба (т. е. начальником оперативного отдела) штаба военно-морской станции «Нордзее» – в его ведении были оперативные вопросы, а также обеспечение внутренней безопасности, прежде всего борьба с коммунистическим влиянием на флоте. Со своими задачами Дёниц справлялся блестяще, и командование неизменно отмечало его высокий уровень подготовки. Приход НСДАП к власти в армии и на флоте был воспринят вполне благосклонно: обещанное увеличение вооруженных сил сулило невозможные ранее карьерные перспективы. И Гитлер вполне оправдал ожидания, в т. ч. и присвоением новых званий. Не остался в стороне и Дёниц, произведенный 1 октября 1933 года в капитаны 2-го ранга. В 1933–1934 годах он совершил длительное заграничное плавание, посетив Мальту, Индию, Цейлон, Яву, Сингапур и изучая эти театры военных действий на предмет возможности ведения рейдовых операций. В 1934 году для совершенствования английского языка Дёниц был командирован в Великобританию и по возвращении 29 сентября назначен командиром легкого крейсера
