Terwijl I-7 in Yokosuka was, begon de Aleoetencampagne op 3 en 4 juni 1942 met een Japanse luchtaanval.
Op 5 juni 1942 werd de Japanse bezetting van de Aleoeten van Attu en op 7 juni 1942 van Kiska snel gevolgd. Op 10 juni 1942 werden de I-1, I-2, I-3, I-4, I-5, I-6 en I-7 opnieuw toegewezen aan de Northern Force voor dienst in de Aleoeten, en op 11 juni 1942 vertrok de I-7 naar de Aleoeten om haar derde oorlogspatrouille te beginnen. Ze ging mee met de K-patrouille en patrouilleerde voor Unalaska Island. Ze was in de Golf van Alaska op 14 juli 1942 toen ze de 2.722-ton United States Army Transport torpedeerde, die op reis was van Bethel, Alaska, naar Seattle, Washington. Vervolgens viel ze de "Arcata" aan met geweerschoten, haar schutters vonden nauwkeurigheid moeilijk in de schokkende zeeën. Nadat een van de granaten van de I-7 de brug van de Arcata had geraakt, verlieten de passagiers en bemanning het schip. Zeven bemanningsleden van de Arcata zijn gedood. Volgens Japanse gegevens stopte de I-7 met vuren toen ze reddingsvlotten in het water zagen, terwijl de overlevenden van de Arcata meldden dat de I-7 de reddingsvlotten met machinegeweren aanviel, waarbij een bemanningslid omkwam. De "Arcata" zonk op.