Дёниц родился 16 сентября 1891 года в Грюнау, недалеко от Берлина. Младший сын инженера-оптика Эмиля Дёница из фирмы Карла Цейса в Йене, он рано остался без матери. После гимназии и реального училища юноша в 1910 году поступил в Имперское военно-морское училище в Киле. В 1912 году его перевели в военно-морское училище в Мюрвике, затем для окончания обучения назначили вахтенным офицером легкого крейсера «Бреслау» и осенью 1913 года произвели в лейтенанты. Во время Балканского кризиса «Бреслау» участвовал в блокаде Черногории. К началу мировой войны крейсер находился на Средиземном море, с отрядом Сушона прорвался на Черное море и вошел в состав турецкого флота. Когда в июле 1915 года «Бреслау» подорвался на русской мине у Босфора и встал на ремонт, лейтенант в качестве летчика и воздушного наблюдателя участвовал в боевых действиях у Галлиполи. В феврале 1916 года его произвели в обер-лейтенанты, а летом послали переучиваться на подводника.
С 1 октября 1916 по январь 1917 года Дёниц проходил подготовку в Германии. Затем его направили на Адриатическое море. На подводной лодке U-39 капитан-лейтенанта Вальтера Фольстмана Дёниц хорошо себя зарекомендовал и был откомандирован в Киль на курсы командиров подводных лодок. В январе 1918 года его назначили командовать на Средиземном море UC-25, минным заградителем, который можно было использовать и в торпедном варианте. В первом походе молодой командир потопил пароход, затем проник на рейд порта Аугуста (Сицилия) и торпедировал итальянский угольщик. На обратном пути лодка села на мель, и пришлось просить помощи австрийцев. Тем не менее кайзер наградил моряка орденом Дома Гогенцоллернов. После ремонта в июле Дёниц поставил мины у острова Корфур и торпедами атаковал 4 судна, из которых одно выбросилось на берег, а другие, вероятно, потонули. Наблюдать их гибель моряк не мог: приходилось уходить от эскорта, которым англичане сопровождали конвои.
В награду за успешное крейсерство Дёница назначили командовать более современной UB-68. 4 октября 1918 года командир атаковал британский конвой, потопил транспорт «Упэк», но при погружении из-за неопытности экипажа лодка провалилась на глубину свыше предельной. Дёниц приказал продуть цистерны, поставить рули в горизонтальное положение и дать ход. Лодку выбросило на поверхность в центре конвоя, где ее атаковали британские эсминцы. Погрузиться не удалось (кончился сжатый воздух). Обер-лейтенант приказал экипажу оставить лодку и затопить ее. Большинство экипажа подобрали английские корабли.
Чтобы быстрее вернуться на родину, попавший в лагерь для офицеров в Ридмайере у Шеффилда Дёниц симулировал сумасшествие настолько натурально, что лагерное начальство поверило и репатриировало его. В июле 1919 года обер-лейтенант вернулся в Германию и служил на военно-морской базе в Киле. Дёниц оказался одним из немногих прежних офицеров, остававшихся на небольшом немецком флоте, существовавшем в дозволенных Версальским договором пределах. Так как договор запрещал Германии иметь подводные лодки, в 1920 году Дёниц стал командиром миноносца T-157 в Свинемюнде (Померания), в 1921 году был произведен в капитан-лейтенанты. Через два года он вернулся в Киль экспертом минно-торпедно-разведывательной инспекции, участвовал в разработке новой глубинной бомбы.
Осенью 1924 года, после окончания курсов штабных офицеров, Дёница направили в Берлин. Он участвовал в разработке нового военно-морского устава и положения о воинских преступлениях. В 1928 году Дёниц продолжил службу штурманом крейсера «Нимфе» на Балтике, в ноябре был назначен командиром 4-й миноносной полуфлотилии. Располагая 4 миноносцами, моряк на маневрах отрабатывал тактические приемы, подобные последующим действиям подводных лодок. На осенних маневрах он отличился, «разгромив» конвой условного противника, и обратил на себя внимание контр-адмирала Вальтера Гладиша, который руководил тайной подготовкой подводной войны. С конца 1930 по 1934 год Дёниц служил в Вильгельмсхафене, занимался внутренней безопасностью. В начале 1933 года командированный в британские и голландские колонии моряк побывал на Мальте, Красном море, в Индии, на Цейлоне, в Батавии на Яве, в Сингапуре. В октябре его произвели в фрегаттен-капитаны. В 1934 году Дёниц совершенствовал английский язык в Англии, а по возвращении стал командиром легкого крейсера «Эмден».
После прихода к власти Гитлера с его планом немедленного начала военно-морской экспансии Дёниц вернулся в подводный флот. 1 февраля 1935 года фюрер приказал начать строительство подводных лодок, через 6 недель отказался соблюдать статьи Версальского договора. 8 июня Дёница назначили «фюрером подводных лодок». Он возглавил 1-ю подводную флотилию, которая к сентябрю насчитывала 11 малых подводных лодок. 1 октября моряка произвели в капитаны цур зее.
