Заложена 26 августа (по другим данным 6 июля или 26 сентября) 1938 года на заводе № 194 в Ленинграде под заводским номером 477. В 1939 году подводная лодка секциями по железной дороге перевезена на Дальний Восток, где на заводе № 202 (Дальзавод) во Владивостоке, производилась её окончательная сборка. 21 апреля 1940 года «Щ-135» спущена на воду. 30 августа 1941 года подводная лодка вступила в строй и 13 сентября 1941 года вошла в состав Тихоокеанского флота. Первым командиром подводной лодки стал Котрехов Анатолий Петрович.

    9 августа 1945 года «Щ-135» встретила под командованием капитан-лейтенанта Чиркова Николая Ефимовича в составе 2-го отдельного дивизиона ПЛ ТОФ в бухте Владимир.

    С началом боевых действий против Японии подводная лодка заняла позицию № 7 на подходах к Владимиро-Ольгинской ВМБ, но противника не встретила, и 19 августа была отозвана в базу.

    10 июня 1949 года субмарина получила обозначение «С-135», а 28 января расформирована. 3 апреля 1958 года корабль исключен из боевого состава флота. (Возможно, что в 1954 году подводная лодка передана Китайской Народной Республике и служила в составе ее ВМФ).