Прибыв на позицию утром 29 октября, Л-20 из-за плохой удифферентованности не могла погрузиться, а после принятия в уравнительную цистерну 4,5 тонн воды «провалилась» до глубины 120 метров, в результате чего давлением была раздавлена шахта подачи воздуха к дизелям. При подходе к месту постановки Л-20 несколько раз касалась минрепов мин, и, хотя задача подводниками была выполнена, данных противника о потерях на этом заграждении нет: оно им не было обнаружено. Второй поход с аналогичным заданием Л-20 выполнила в конце ноября 1942 года. На этот раз мины ставились у мыса Кьельнес (3 банки, 20 мин, минный интервал 185 – 264 метров, углубление 3,1 метра), но они были обнаружены противником и вытралены.

Новый, 1943 год Л-20 встретила в море. В ночь на 28 декабря 1942 года подводная лодка покинула Полярное с задачей действовать в районе Тана-фьорда. Днем 29 декабря она поставила там 20 мин, после чего стала действовать в торпедном варианте. По прибытии в район действий, когда Л-20 обнаружила вражеский конвой, но при попытке занять позицию для атаки старшина рулевой группы «утопил» перископ, момент залпа был упущен. В новогоднюю ночь подводная лодка получила приказ сменить район действий и перейти к Порсангер-фьорду. Спустя два часа идя под берегом заряжая батарею, подводная лодка обнаружила идущий на запад конвой. Оставаясь незамеченной, Л-20 с дистанции 6–8 кабельтов выпустила 6 торпед по транспорту, шедшему вторым в колонне. Вскоре вся верхняя вахта наблюдала попадание торпеды и столб дыма на германском транспорте «Muansa», который ушел на дно с грузом автомобилей. Пока немцы спасали оставшихся в живых с погибшего судна, подводная лодка ушла незамеченной избежав преследования. В отличие от торпедного, минное оружие Л-20 снова не имело успеха: мины были вовремя обнаружены и обезврежены противником. Продолжая патрулирование, подводная лодка несколько раз меняла район действий, переходя с позиции №-4 к Порсангер-фьорду и обратно. В ночь на 6 января у мыса Нолнес с Л-20 на вражеское побережье была высажена разведывательная группа. 11 января на подводной лодке обнаружилась неисправность захлопки правого дизеля, в результате чего он был залит водой. Вечером того же дня Л-20 получила разрешение вернуться в базу и через сутки прибыла в Полярное.

Четвертый Боевой поход подводной лодки снова был отмечен успехом. В ночь на 30 января 1943 года Л-20 выставила тремя банками 20 мин в Конгс-фьорде (минный интервал 370 метров, углубление 3,7 метра), а в ночь на 31 января перешла к мысу Нордкин, где днем 1 февраля разрядила носовые торпедные аппараты по крупному судну под эскортом двух сторожевиков. Через минуту после пуска торпед на подводной лодке зафиксирован сильный взрыв, а спустя несколько секунд еще два. Немцы вовремя заметили атаку подводной лодки, но транспорт «Otmarshen» не сумел увернуться от шести торпед, выпущенных с дистанции 6 кабельтов: две из них разворотили борт судна, в результате чего немцы потеряли 2070 тонн продовольствия и 18 человек. Сопровождавшие транспорт охотники IJj 1101 и IJj 1108 контратаковали подводную лодку, но подводная лодка уклонилась от всех из 41 глубинной бомбы. Продолжая оставаться у мыса Нордкин, днем 5 февраля Л-20 выпустила торпеды по группе боевых кораблей противника. По оценке командира ПЛ, атака была произведена по эсминцу в сопровождении четырех сторожевиков. Шесть торпед было пущено с дистанции 20 кабельтов, и спустя три минуты на подводной лодке зафиксирован взрыв, а через двадцать минут в направлении цели с подводной лодки отмечен столб дыма. Атакованный отряд немецких кораблей, состоящий из эсминцев Z6 («Teodor Ridel»), Z31, охотников и тральщиков, сопровождавших минный заградитель «Вгитег» на постановку мин заграждения «Bentos-В» в районе Кильдинского плеса, заметил след идущих на него торпед и уклонился от них. В ответ сторожевики Uj 1101 и Uj 1102 провели поиск подводной лодки и сбросили на безопасном удалении от нее несколько глубинных бомб. Утром 8 февраля подводная лодка прибыла в Полярное. Несмотря на то, что успех второй атаки Л-20 не был подтвержден (как и минная постановка; данные об обнаружении мин, тем более потерях на них, в документах противника отсутствуют), подводная лодка стала лидером по объему уничтоженного тоннажа противника среди подводных лодок Северного флота (итоговый официальный счет – 7 побед).

Мартовское патрулирование в Тана-фьорде с пошло неудачно. Сначала Л-20 подорвалась на противотральной трубке мины заграждения Sherre-III (это произошло вечером 7 марта на глубине 58 метров). Исправляя повреждения, которые были незначительны: подорвано несколько кингстонов и клапанов вентиляции и повреждено освещение, подводная лодка попала в шторм и вынуждена была отойти на позицию зарядки аккумуляторов. Следующие за этим пять контактов с кораблями противника по разным причинам остались без атаки.

Следующий поход в район севернее Хаммерфеста удался лишь частично, задачу постановки мин в проливе Брейсунд Л-20 выполнила успешно. Вечером 5 апреля подводная лодка выставила одной банкой 20 мин, но мины были обнаружены и вытралены противником. Из-за сильного шторма и скал на побережье так и не смогла высадить на вражеский берег разведгруппу. Вернувшись в базу, ПЛ в конце апреля – начале августа прошла текущий ремонт и ДОКование.

Седьмой Боевой поход едва не стал для Л-20 последним. Вечером 29 августа подводная лодка вышла для действий в пределах мыс Нордкап – мыс Омганг. Вечером 1 сентября Л-20 поставила 20 мин в устье Оксе-фьорда, которое было обнаружено противником спустя три дня при контрольном тралении. Утром 3 сентября у мыса Слетнес Л-20 обнаружила и атаковала тремя торпедами двух охотников охотников (командир подводной лодки оценил цель как транспорт под эскортом сторожевика). Несмотря на то, что на подводной лодке спустя 33 секунды зафиксировали взрыв, немецкие охотники Ujl209 и Uj 1214 смогли уклониться от выпущенных подводной лодкой торпед, а затем контратаковали. (Пять часов назад действующая на соседней позиции С-51 потопила Ujl202 из этой группы). После пуска торпед Л-20 приобрела положительную плавучесть. Чтобы удержать ее на заданной глубине, необходимо было заполнить цистерну быстрого погружения, но из-за ошибочных действий личного состава (не открыт клапан вентиляции цистерны, из-за чего воздух под большим давлением начал уходить через кингстон, нарушив его герметичность), контроль над погружением подводной лодки был утерян. Получившая дифферент 25° на нос Л-20 ударилась о грунт, разбив шахту ГАС «Дракон». Вода под большим давлением через неплотно закрытую крышку шахты стала поступать внутрь прочного корпуса во 2-й отсек. Поняв, что ПЛ тонет, командир Л-20, несмотря на то, что охотники противника продолжали бомбить подводную лодку, направил ее полным ходом к берегу, где глубины не превышали бы предельную. К тому моменту, когда во 2-м отсеке вода достигла нижнего яруса коек и продолжала поступать, подводная лодка легла на грунт на глубине 110 метров. В это время борьбу за живучесть корабля вел личный состав 2-го отсека: старшина 2-й статьи Василий Острянко, старший краснофлотец Николай Чижевский, краснофлотец Николай Никанишин и курсант-практикант ВМУ Николай Портнов. Несмотря на то, что экипажем были приняты меры по герметизации отсека, и в нем создано воздушное противодавление, вода все равно продолжала прибывать. Вскоре она достигла 2-го, а затем и 3-го яруса коек, а личный состав через торпедопогрузочную горловину был вынужден перейти в 1-й отсек, где старшим был командир БЧ-2-3 старший лейтенант Михаил Шапоренко. Кроме него там находились: главный старшина Андрей Пухов, старшина 2-й статьи Александр Доможирский, краснофлотцы Александр Фомин, Георгий Бабошин, Дмитрий Крошкин, Александр Хоботов, Константин Матвейчук и Александр Егоров. На плечи этих тринадцати моряков легла вся основная тяжесть борьбы за спасение подводной лодки. Л-20 имела отрицательную плавучесть, к тому же запасы сжатого воздуха на ней были ограничены. Чтобы всплыть, подводная лодка должна была хотя бы частично осушить аварийный 2-й отсек, что было сделано в труднейших условиях: за счет выпуска воздуха из запасных торпед в аварийном отсеке было создано противодавление, после чего, вернувшись во 2-й отсек, моряки в полной темноте ныряли в ледяную воду, чтобы открыть заклиненный клапан аварийного осушения. Спустя 12 часов после начала нештатной ситуации подводная лодка была готова к аварийному всплытию; для этого вода была откачана из минных труб, торпедных аппаратов, дифферентной, уравнительной и торпедозаместительной цистерн; продолжалось осушение аварийного 2-го отсека. Ночью Л-20 всплыла на поверхность; при этом крен подводной лодки на нос достигал 86°, а созданное противодавление во 2-м и 1-м отсеках через поврежденную шахту гидролокатора резко упало до нормального, в результате чего все 13 человек, находившихся в двух первых отсеках получили кессонную болезнь.