Đây là giai đoạn có nhiều sự thay đổi quan trọng về phương án vận chuyển bằng đường biển, trong thời gian đầu thực hiện vận chuyển gián tiếp bằng đường biển tới sát giới tuyến rồi sau đó giao cho đồn vận tải bộ 559 vận chuyển bí mật theo đường bộ qua Lào rồi vào Nam. Đến giữa năm 1969 sau khi kế hoạch vận chuyển gián tiếp kết thúc, Đoàn 125 tiếp tục nghiên cứu phương án vận chuyển mới đó là phương án vận chuyển trực tiếp. Sau một thời gian nghiên cứu thì những con tàu đầu tiên đã bắt đầu cho đợt vận chuyển mới.
Tàu 154 cũng do Đỗ Văn Bé làm Thuyền trưởng, Lê Văn Viễn làm Chính trị viên. Tàu xuất phát ngày 17/09/1969 để kịp con nước vào dịp rằm (khoảng 24 - 25/10). Tàu nhổ neo đúng ngày 17/09 chở 58,6 tấn, đi theo đúng hành trình của tàu 42 đã đi trước đó. Chuyến đi trót lọt, ngày 29/09 tàu đã cập bến Bạc Liêu an toàn. Mùng 8 tháng 10, tàu 154 đã trở về Đoàn 125. Phát huy thắng lợi này, ngay sau đó Đồn 125 tổ chức một chuyến đi nữa với tàu 54, nhưng không thành công. Tàu này lên đường ngày 08/11, nhưng luôn luôn vướng phải hệ thống kiểm soát quá chặt chẽ của đối phương nên sau 20 ngày vịng vo ngồi khơi lại phải quay trở lại.
Sang năm 1970, Đoàn 125 đã tổ chức tất cả 15 chuyến đi, nhưng cũng chỉ có năm chuyến vào được bến, chín chuyến gặp hệ thống kiểm sốt của đối phương phải quay về để đảm bảo an toàn, một chuyến buộc phải phá tàu. Những chuyến đi thành công là các tàu 41, 56, 154, 121 và tàu 54:
Tàu 41 xuất phát ngày 01/05/1970, do Thuyền trưởng Nguyễn Hồng Lý và Chính trị viên Trần Quốc Tuấn chỉ huy, sau nhiều ngày lòng vòng trên biển đã lừa được tàu đối phương vào được bến Cà Mau an tồn, chuyến tàu này đặc biệt có ý nghĩa vì hầu như tồn bộ “hàng hóa” là những vũ khí tối
quan trọng như DKZ, B40, trung liên và đại liên 12 ly 7 cung cấp cho khu IX đang rất đói vũ khí.
Tàu 56 do Thuyền trưởng Dương Tấn Kịch và Chính trị viên Đỗ Văn Sạn chỉ huy. Tàu rời bến ngày 26/05/1970, chở 50 tấn vũ khí đã vào được bến Bạc Liêu.
Tàu 154 do Thuyền trưởng La Văn Tốt và Chính trị viên Phạm Văn Bát chỉ huy, đi lần thứ nhất ngày 15/05 bị tàu đối phương bám, phải quay lại, mãi đến ngày 24/08 tàu mới xuất phát lần thứ hai, chuyến này thành công, chở được 58 tấn vũ khí vào Bạc Liêu.
31
Tàu 54 do Thuyền trưởng Phùng Văn Đặng và Chính trị viên Nguyễn Văn Hiệu chỉ huy xuất phát lần thứ nhất ngày 15/04 không thành đến ngày 29/04 phải trở lại hậu cứ. Đến 11/10, tàu xuất phát lần thứ hai thành cơng, chở được 56 tấn vũ khí vào Bạc Liêu.
Tàu 121 do Thuyền trưởng Dương Tấn Kịch và Chính trị viên Nguyễn Kim Danh chỉ huy, lên đường ngày 29/09/1970, chở 31 tấn vũ khí vào bến Cồn Lợi, cho Bến Tre. Ngày 10/10 tàu hoàn thành nhiệm vụ và trở về an toàn.
Trong 10 chuyến tàu khơng tới nơi, có 9 chuyến tàu phải quay về. Riêng tàu 176 đã đi hai chuyến đều phải quay về (chuyến 28/05 và chuyến 25/07/1970). Đến chuyến thứ ba có 18 thủy thủ, do Thuyền trưởng Lê Xuân Ngọc và Chính trị viên Huỳnh Trung chỉ huy. Tàu lên đường ngày 11/11 vào hướng Cồn Lợi, Bến Tre. Đêm 21/11/1970, đụng phải tàu đối phương, tàu quyết định đâm thẳng vào tàu của Mỹ, đồng thời tất cả các cây súng đều nhả đạn, làm tàu Mỹ bị thương. Tàu 176 nhanh lao vào bờ và đã lẻn vào một con kênh. Nhưng tàu đối phương nã pháo tới tấp Thuyền trưởng quyết định cho thủy thủ lên bờ và hủy tàu. Phía thủy thủ tàu 176, có 10 người hy sinh, thuyền trưởng Ngọc cụt một chân, số còn lại lẩn vào rừng và gặp được quân Giải phóng… Từ đó nhân dân ở đây đặt tên cho địa điểm này là Cồn Tàu… [10,112].
Từ tháng 10/1971 đến tháng 04/1972, Đoàn 125 đã tổ chức được liên tục 20 chuyến đi nhưng chỉ có một chuyến thành cơng đó là tàu 656 do Thuyền trưởng Nguyễn Văn Sơn và Chính trị viên Đỗ Văn Sạn chỉ huy. Tháng 04/1972 thất bại lớn của tàu 654 do Thuyền trưởng Lê Hà và Chính trị viên Nguyễn Văn Hiệu chỉ huy. Đã khép lại phương án vận chuyển trực tiếp.