U-33 w czasie całej służby zatopił 11 jednostek pływających o łącznej pojemności 21931 BRT. Wśród nich był niemiecki frachtowiec „Borkum” (3670 BRT), przejęty 18 listopada 1939 roku jako pryz przez brytyjski krążownik pomocniczy HMS „California”. 23 listopada 1939 roku w pobliżu Orkadów U-33 zatrzymał jednostkę, biorąc go za statek neutralny. „Borkum” próbował staranować U-33, który ostrzelał go, a po zanurzeniu storpedował. W wyniku ataku zginęło czterech członków niemieckiej załogi frachtowca; opuszczony wrak zdryfował na wybrzeże. Z powodu rozległych zniszczeń i złego stanu technicznego „Borkum” uznany został za stracony i w październiku 1940 roku złomowany.

5 lutego 1940 roku okręt wyszedł w swój trzeci rejs bojowy, którego celem było stawianie min w szkockiej zatoce Firth of Clyde. Podczas próby wykonania zadania 12 lutego 1940 roku U-33 został wykryty i zaatakowany bombami głębinowymi przez trałowiec HMS „Gleaner”. Uszkodzony okręt wynurzył się, ostatecznie uległ samozatopieniu. Zginęło 25 członków załogi, w tym dowódca, Kptlt. Hans-Wilhelm von Dresky, 17 zdołało się uratować. Na okręcie znajdowała się maszyna szyfrująca Enigma, Brytyjczycy zdołali zdobyć kilka jej istotnych elementów.