Le , l'U-539 est attaqué par un avion britannique Lockheed Hudson qui lui lance trois charges de profondeur sans succès.
Le , il subit une attaque d'un bombardier Consolidated B-24 Liberator de l'escadrille Sqdn 120/V qu'il réussit à abattre entraînant la mort de l'officier commandant cette escadrille.
Quatre jours plus tard, le 8, un autre Consolidated B-24 Liberator lui lance deux charges de profondeurs qui lui causent de graves dommages. Il s'agit de la troisième attaque sur l'U-Boot en moins de trois semaines. Il atteint son port le 20 octobre.
L'U-539 est le premier U-Boot à prendre part à une patrouille de combat équipé de l'appareil de ventilation Schnorchel. Il quitte sa base de Lorient le .
Le , alors qu'il est en train d'attaquer le pétrolier néerlandais Casandra avec son canon de pont, le pétrolier riposte lui causant des dommages mineurs, mais forçant le U-Boot à rompre son attaque.
Le lendemain, il subit l'attaque d'un hydravion Martin PBM Mariner, réussissant à prendre la fuite.
À la suite de la reddition de l'Allemagne nazie, l'U-539 est transféré le de Bergen en Norvège à Loch Ryan en Écosse en vue de l'opération Deadlight. Il sombre le à la position géographique de 55° 38′ N, 7° 57′ O alors qu'il est en remorquage vers sa zone de sabordage.
L'U-539 a coulé 1 navire marchand de 1 517 tonneaux et endommagé 2 autres navires marchands d'un total de 12 896 tonneaux au cours des 3 patrouilles qu'il effectua.
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