22 ноября 1942 года А.И. Маринеско сдал дела и обязанности командира подводной лодки М-96 и вступил в командование подводной лодкой С-13 находящейся в Ленинграде на ремонте и зимовке. По окончании ремонта С-13 перешла в Кронштадт, но поскольку прорыв в открытую часть Балтики был невозможен, поход отменили. В конце 1942 года А.И. Маринеско присвоено очередное воинское звание «капитан 3-го ранга», снова приняли кандидатом в члены ВКП(б) (в октябре 1941 года он был исключён). До конца сентября 1944 года С-13 проходила Боевую подготовку. 1 октября подводная лодка вышла в Боевой поход. Утром 8 октября подводная лодка заняла позицию севернее полуострова Хель. 9 октября С-13 обнаружила и атаковала траулер «Zigfrid», потратив на него впустую четыре торпеды. По докладу командира, заметив атаку (выпушено три торпеды), судно уклонилось от них резкой остановкой, четвертая торпеда прошла мимо, так как траулер увеличил ход. Подводники применили артиллерию, насчитав одиннадцать попаданий. По докладу командира, цель начала быстро тонуть, подводная лодка удалилась, но поврежденное судно, несмотря на подводные пробоины и ранение одного из членов экипажа, выбросилось на отмель косы Хель, и вскоре снова было введено в сторой. 13 октября С-13 перешла к мысу Брюстерорт, а 21 октября — к Виндаве. 25 октября подводная лодка получила приказ в светлое время суток находиться на юго-западных подходах к бухте Лыу, где накануне корабли 2-й боевой группы Krigsmarine вели бомбардировку советских частей на полуострове Сырве. В связи с тем, что корабли противника уже покинули этот район, ни одной цели для атаки обнаружить не удалось. 11 ноября С-13 благополучно вернулась в Ханко. 19 ноября года С-13 перешла в Хельсинки, где прошла ДОКовый ремонт, после которого 22 декабря перешла в Ханко.
11 января 1945 года из Ханко подводная лодка отправилась в Боевой поход. Перед этим походом командующий Балтийским флотом адмирал В.Ф. Трибуц решил предать А.И. Маринеско суду военного трибунала за самовольное оставление подводной лодки в боевой обстановке, но исполнение этого решения задержал, дав возможность искупить вину в Боевом походе.
С-13 предстояло патрулирование района между маяком Риксхёфт и Кольбергом. Несколько раз подводная лодка обнаруживала конвои, но каждый раз атаковать мешало противодействие кораблей эскорта. В 21.10 30 января подводная лодка обнаружила лайнер «Vilhelm Gustlov», на борту которого находилось около свыше 6000 человек. Его охранение состояло из миноносца «Leve», который с подводной лодки не был обнаружен. Подводная лодка двигалась в направлении 105° — почти строгим контркурсом относительно «Vilhelm Gustlov». Скорость и подводной лодки, и лайнера составляла 12 узлов. Через 14 минут командир С-13 определил элементы движения цели и начал сближение, через две минуты подводная лодка перешла в позиционное положение. Цель начала удаляться. В 21.35 С-13 всплыла и увеличила ход. В 21.55 С-13 ложится на курс 280° и в течение часа догоняла лайнер. В 23.04. подводная лодка ложится на боевой курс, строго перпендикулярно левому борту «Vilhelm Gustlov» и в 23.08 торпедирует лайнер. Через час судно затонуло, унеся с собой жизни около 5,5 тысяч человек. Пока «Leve» и суда шедшего следом конвоя занимались спасением людей с «Vilhelm Gustlov», С-13 покинула место катастрофы. Миноносец Т36 сбросил двенадцать глубинных бомб, разрывы которых слышали на подводной лодке.
10 февраля в 02.5 °C-13 потопила легкий крейсер «General Steuben», шедший в охранении миноносца и торпедолова. Корабли эскорта, занятые спасением, не преследовали С-13, и она 15 февраля прибыла в Турку.
А.И. Маринеско был представлен к званию Героя Советского Союза, но Золотую Звезду заменили орденом Красного Знамени. 20 апреля 1945 года подводная лодка С-13 награждена орденом Красного Знамени. В этот же день подводная лодка вышла для действий южнее острова Готланд. Выйти в атаку ни разу не удалось, в то время как сама С-13 несколько раз становилась объектом атаки подводных лодок и авиации противника. Этот поход командованием был признан неудовлетворительным. По заключению командира Бригады подводных лодок капитана 1 ранга А.Е. Орла о действиях командира С-13 А.И. Маринеско в последнем Боевом походе: