Заложена 28 октября 1938 года на заводе № 194 в Ленинграде. В 1939 году секциями по железной дороге подводная лодка перевезена на Дальний Восток, где на заводе № 202 (Дальзавод) во Владивостоке, производилась её сборка. 22 июля 1940 года субмарина спущена на воду, и 8 января 1942 года вошла в состав Тихоокеанского флота. Командиром «Щ-138» назначен капитан-лейтенант Гидульянов Владимир Иванович.

    В 7 часов утра 18 июля 1942 года на стоянке у мола в Николаевске-на-Амуре на подводной лодке произошел взрыв четырех запасных торпед во 2-м отсеке (специалисты оценили силу взрыва в 1200 кг тротила). В результате носовая часть субмарины по 34 шпангоут была полностью уничтожена, часть механизмов из I, II, III и IV отсеков разлетелось на 500 – 1000 метров вокруг. То, что осталось от корабля, практически мгновенно оказалось на грунте («Щ-138» затонула на ровном киле, на поверхности воды осталась только часть рубки). Стоявшая рядом «Щ-118» получила пробоины и также затонула до рубки. Во флотских кругах циркулировала версия о диверсии, целью которой служил достраивающийся крейсер «Калинин». Подозрения в ее организации пали на помощника командира «Щ-138» лейтенанта Егорова Павла Семеновича, который, по слухам, застрелился у себя на квартире при попытке его ареста вечером в день катастрофы. Комиссия, расследовавшая причину взрыва, пришла к выводу, что его причиной послужил специальный заряд весом не менее 600 гр, приложенный вплотную к торпеде, или вложенный в оболочку ее запального заряда стакана.

    8 августа продуванием трех оставшихся неповрежденными отсеков подводной лодки ее с помощью понтонов и плавкрана подняли и приготовили к букировке в Советскую Гавань. На этом злоключения корабля не закончились. 18 августа аварийная субмарина вновь затонула в Амурском лимане, из-за начавшегося шторма лопнули стропы поддерживающих корабль на плаву понтонов. При этом трое моряков из перегонной команды не сумели сразу покинуть тонущую подводную лодку. Им удалось подняться на поверхность с глубины 9 метров, даже не используя приборы ИСА-М, так как они были выгружены в ходе подготовки корабля к буксировке.