Podczas trzeciego patrolu, rozpoczętego 11 sierpnia 1942 roku, U-333 został uszkodzony podczas próby ataku na konwój SL-118 i powrócił do Francji już 24 sierpnia. Na czwarty patrol wyszedł w morze 1 września, kierując się w okolice Freetown na zachodnim wybrzeżu Afryki. 6 października płynący na powierzchni okręt został zaatakowany przez brytyjską korwetę „Crocus”, ostrzelany, dwukrotnie staranowany i obrzucony bombami głębinowymi. Zginęło trzech członków załogi, w tym pierwszy oficer, czwarty wypadł za burtę. Wśród rannych był również dowódca, zaś U-333 był poważnie uszkodzony. Po udzieleniu rannym doraźnej pomocy przez lekarza U-459, z którym spotkano się w morzu 9 października, U-Boot powrócił do Francji pod tymczasowym dowództwem Kapitänleutnanta Lorenza Kascha z U-107. W drodze, 21 października, był nieskutecznie atakowany przez brytyjski okręt podwodny „Graph”. Kolejne dwa patrole, do czasu zakończenia leczenia Cremera, U-333 odbył pod dowództwem Oberleutnanta Wernera Schwaffa. Na drugim z nich, 19 marca 1943 roku, zatopiono grecki frachtowiec „Carras” z konwoju SC-122, uszkodzony już wcześniej przez U-666.