1ª Patrulla
Zarpa de Kiel el 23 de Noviembre de 1943 y llega a Marviken el 26 de Noviembre de 1943.
2ª Patrulla
Zarpa de Marviken el 28 de Noviembre de 1943 para operar en el Atlántico.
El U364 se uniría a un grupo de uboote situados cerca del canal del Norte con la intención de atacar a los convoys que navegaran al Oeste de las Islas Británicas. El día 15 de Diciembre los uboot U364, U284, U471, U741, U976 y U981 formaron el Grupo Coronel 2.
El día 19 los Grupos Coronel-1 y 2 se dividieron en tres, creando a los Grupos Sylt, Amrum t Föhr. El U364 se encontraba en el Grupo Sylt. A partir del día 22 se reagruparon de nuevo al Oeste de Irlanda, esta vez se dividieron en seis pequeños Grupos, Rügen-1, 2, 3, 4, 5 y 6. El U364 formaría parte del Grupo Rügen 1.
Estos pequeños grupos, de tres uboote cada uno, debían estar constantemente cambiando su posición con el objetivo de hacer creer a los británicos de que había más uboote operando de los que realmente había. Por contrapartida al divisar a un convoy los Grupos eran demasiado pequeños para organizar un ataque combinado.
El día 7 de Enero de 1944 los Grupos se disolvieron y sus integrantes operaron en solitario formando parte del Grupo Rügen.
El día 29 de Enero mientras se dirigía a St.Nazaire el U364 sería localizado, atacado y hundido por un avión Halifax del escuadrón 502 en el Golfo de Vizcaya.
No hubo supervivientes, 49 muertos.
La posición del hundimiento del U364 fue 45º33’N 05º55’W.
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