Zawinął do Pearl Harbor 30 maja, a następnie udał się do San Francisco na gruntowny remont i modernizację, podczas której zamontowano armatę 127 mm, skuteczniejszą od poprzedniej o mniejszym kalibrze.
VIII patrol
Po powrocie do Pearl Harbor 22 września 1943 i po objęciu dowództwa przez komandora podporucznika Johna Andersona Moorea Grayback 26 września wyruszył na ósmy patrol bojowy w rejon Okinawy w ramach "stada" składającego się z trzech okrętów. Wraz z nim operowały USS Cero (SS-225) i USS Shad (SS-235). W czasie patrolu Grayback zatopił samodzielnie dwa statki: Kozui Maru (7072. BRT) i Awata Maru (7398 BRT), oraz 27 października wspólnie z USS Shad Fuji Maru (9138 BRT) i 10 listopada powrócił do bazy na Midway.
IX patrol
Podczas tego patrolu na Morzu Wschodniochińskim, na który wypłynął 2 grudnia 1943, 18 grudnia zaatakował konwój czterech japońskich statków w eskorcie trzech okrętów i zatopił frachtowiec Gyokurei Maru (5588 BRT). Spodziewając się dalszego śledzenia jeden japoński niszczyciel pozostał za konwojem, który po wynurzeniu się Graybacka zaatakował go od strony rufy. Moore zanurzył okręt i posłał w kierunku niszczyciela salwę z czterech torped. Trzy z nich trafiły w cel i niszczyciel dosłownie wyleciał w powietrze, nie nadając żadnego sygnału do swoich jednostek.