W trakcie następnego patrolu (od 23 października do 3 listopada 1941 roku) na Morzu Tyrreńskim zaatakował 28 października, w pobliżu wyspy Ischia, płynący w wykrytym konwoju włoski krążownik pomocniczy „Cittá di Palermo”. Polski okręt wystrzelił cztery torpedy, a kapitan Karnicki, polegając na obserwacji przez peryskop bojowy, zameldował o trafieniu w cel przynajmniej jednej z nich. Włoski okręt miał zostać zatopiony lub przynajmniej poważnie uszkodzony, co potwierdziła również komórka brytyjskiego wywiadu na Malcie i taki wynik ataku podawały starsze źródła. W rzeczywistości torpedy bądź chybiły celu, bądź eksplodowały przedwcześnie, ponieważ według nowszych badań, między innymi w archiwach włoskich i niemieckich, „Cittá di Palermo” już 19 listopada 1941 roku szedł w kolejnym konwoju do Afryki Północnej i był atakowany przez alianckie lotnictwo, co byłoby niemożliwe w przypadku trafienia go torpedą przez polską jednostkęPaweł Wieczorkiewicz: Polska Marynarka Wojenna w latach II wojny światowej, „Morze, Statki i Okręty” 3/1998.. Ostatecznie włoski krążownik pomocniczy został zatopiony 5 stycznia 1942 roku przez brytyjski okręt podwodny „Proteus”. Jeszcze podczas tego samego patrolu, w nocy 2 listopada, w pobliżu wyspy Marettimo, „Sokół” napotkał płynący do Palermo włoski frachtowiec „Balilla”.