Подводная лодка заложена под стапельным номером 1085 на заводе № 200 в Николаеве 23 июля 1939 года. 30 мая 1940 года субмарина спущена на воду. Начало Великой Отечественной войны «Щ-216» встретила под командованием капитан-лейтенанта (впоследствии капитана 3 ранга) Карбовского Григория Ефстафьевича, который был назначен на субмарину в феврале 1941 года, в составе отдельного дивизиона подводных лодок ЧФ, находясь на ходовых испытаниях в Николаеве. 3 июля 1941 года корабль прибыл в Севастополь и 17 августа вступил в строй. «Щ-216» являлась единственной подводной лодкой X-бис серии на Черном море.

    С 24 августа по 13 сентября корабль находилась на дозорной позиции у мыса Сарыч (позиция № 2), где встреч с противником не имел. Второе крейсерство субмарины проходило у берегов Болгарии. Утром 19 октября «Щ-216» прибыла в район у мыса Зейтин-бурну (позиция № 24). Поход оказался безуспешным из-за нервозной обстановки создаваемой командиром в центральном посту: вечером 20 октября севернее Босфора «Щ-216» атаковала буксир, но торпеда прошла мимо, так как выстрел был произведен с опозданием в момент циркуляции, а 31 октября из-за неправильного маневрирования был упущен момент для атаки одиночного судна. При повторном выходе в этот же район, который состоялся в конце ноября – середине декабря встреч с противником не было. 16 декабря «Щ-216» прибыла в Туапсе для проведения навигационного ремонта. Только 20 декабря 1941 года подводная лодка наконец-то официально вошла в состав Черноморского флота.

    Вновь вступив в строй 15 февраля 1942 года «Щ-216» была снова направлена к болгарскому побережью. В ночь на 18 февраля подводная лодка прибыла в назначенный район к мысу Куру-бурну (позиция № 37). На протяжении всего крейсерства «Щ-216» имела многочисленные контакты со шхунами, но, считая их турецкими, Карбовский не атаковал. Атака единственного обнаруженного одиночного транспорта, шедшего в южном направлении, сорвалась из-за тумана и заклинивания горизонтальных рулей.

    Вернувшись в Туапсе, подводная лодка получила задание доставить в Севастополь важные документы штаба ЧФ. Утром 10 марта в подходной точке фарватера № 3 она передала пакет на борт «БТЩ-413», после чего благополучно вернулась обратно. 23, 24 и 25 марта Туапсе подвергся ожесточенным налетам германской авиации. Во время одного из налетов 23 марта в плавбазу «Нева», где жили командиры подводных лодок, попала авиабомба. Два командира погибли. На следующий день в результате авианалета легко ранен командир «Щ-215» капитан-лейтенант Карбовский. Ранение не помешало ему 28 марта возглавить свой корабль в походе к мысу Куру-бурну (позиция № 37). Действуя на коммуникации Босфор – Бургас подводная лодка ничего кроме десятка шхун не обнаружила. Прибыв в базу «Щ-216» встала на гарантийный ремонт, который продлился до середины августа. Вступив в строй, подводная лодка снова была направлена к Куру-бурну, но, как и в предыдущие патрулирования, в этом районе цели для нее так и не появились.

    Открыть победный счет удалось только в следующем боевом походе к мысу Олинька (позиция № 44). Первая атака днем 7 октября не удалась. «Щ-216» выпустила две торпеды по конвою, выходящему из Сулины. Через две минуты на подводной лодке зафиксировали два взрыва, а при осмотре горизонта командир наблюдал клубы черного дыма. По данным противника торпеды прошли под целью и взорвались при ударе о мол. Вечером 10 октября в точке 44°57' с.ш./ 29°46,6' в.д. атаке «Щ-216» подвергся конвой в составе румынского транспорта «Карпати» (4.336 брт) с грузом немецкого военного имущества под охраной двух немецких катерных тральщиков «R-165» и «R-166». Подводная лодка проводила атаку из надводного положения, поэтому присутствующие на мостике могли наблюдать попадание торпеды и гибель судна. Сопровождающие транспорт корабли контратаковали, сбросив на безопасном удалении от погрузившейся субмарины 6 глубинных бомб.

    Однако, уже следующее патрулирование этого района в конце ноября – начале декабря показало, что противник усилил свою противолодочную оборону. Вечером 21 ноября «Щ-216» была обнаружена и атакована вражеским сторожевым катером. Шесть сброшенных им глубинных бомб легли достаточно точно: на субмарине вышла из строя гидроакустическая станция, лаг, эхолот, ряд измерительных приборов и некоторые механизмы, в легком корпусе образовались вмятины, повреждено ограждение носовых горизонтальных рулей, крышки люков в I и VII отсеках пропустили воду. Несмотря на повреждения, подводная лодка продолжила патрулирование, лишь 29 ноября ей было приказано отойти в район Траханкут – Евпатория (позиция № 49) в связи с тем, что в районе первоначального действия «Щ-216» планировалась набеговая операция советских кораблей.

    Следующие три боевых похода к Тарханкуту (позиции № 53, № 72 и № 82-б) в феврале, марте-апреле и мае-июне 1943 года прошли безрезультатно. Встреч с противником не было. Лишь в ходе последнего патрулирования подводная лодка 12 июня обнаружила вражеский конвой, состоящий из барж, но не смогла провести атаку из-за большого курсового угла.

    С середины июля «Щ-216» патрулировала в районе Босфора. Здесь противника долго ждать не пришлось. Три раза (21 июля и два раза 29 июля) подводная лодка не смогла выйти в атаку из-за действий кораблей эскорта конвоев. Днем 6 августа «Щ-216» выпустила три торпеды по наливному судну под охраной румынских эсминцев и нескольких сторожевых катеров. Одна из торпед попала в носовую часть германского (бывшего французского) танкера «Фируз» (7.327 брт) с грузом газойля. Транспорт удалось спасти (в дальнейшем он переименован в «Фредерикс» и тяжело поврежден «Л-4» 11 мая 1944 года, захвачен советскими войсками в Констанце и названый «Волганефть» ходил под советским флагом), а подводная лодка подверглась контратаке эсминца «Реджеле Фердинанд», который сбросил в месте предполагаемого нахождения субмарины 37 глубинных бомб. На «Щ-216» получили повреждения ряд электроизмерительных приборов, арматура воздухопровода воздуха высокого давления, заклинена захлопка глушителя дизеля. Подводникам пришлось пережить еще несколько неприятных часов, так как спустя некоторое время они снова услышали взрывы глубинных бомб и посчитали, что противник продолжает преследование. (В это время германский охотник «Uj-116» атаковал находящуюся неподалеку «М-35»). Утром 10 августа «Щ-216» прибыв в Батуми, на следующий день встала на текущий ремонт.

    Декабрьское патрулирование у мыса Тарханкут (позиция № 101) снова не принесло удачи. Все три попытки (в ночь на 4 и утром 4 декабря, утром 8 декабря) сблизиться с конвоем сводились на «нет» противолодочными силами противника.

    В свой последний поход с задачей патрулирования района северо-западнее мыса Тарханкут (позиция № 101) «Щ-216» вышла вечером 6 февраля 1944 года. Известно, что утром 10 февраля в точке 45°06' с.ш./ 32°06,5' в.д. «Щ-216» атаковала транспорт под охраной группы противолодочных кораблей. Согласно докладу командира субмарины подводники наблюдали два взрыва и гибель судна. (Одна из торпед взорвалась в 100 метрах от борта большого охотника «Uj-106»). Больше на связь «Щ-216» не выходила и в базу не вернулась.

    До последнего времени существовало несколько альтернативных версий гибели субмарины. Предполагалось, что она стала жертвой мины заграждения «S-77», выставленного в 4,5 – 5,5 милях юго-западнее мыса Тарханкут, или потоплена глубинными бомбами охотников «Uj-103» и «Uj-104» в 18 милях юго-западнее Тарханкута 16 февраля. Кроме того, утром 17 февраля примерно в 18 милях юго-западнее мыса Тарханкут в точке 44°36,5' с.ш./ 32°04,4' охотник «Uj-106», проводивший поиск отставшей от конвоя баржи заметил торпедный след, и, проведя маневр уклонения, по данным гидроакустики сбросили в месте предполагаемого нахождения субмарины несколько десятков глубинных бомб. На поверхности воды появилось маслянистое пятно, всплыли лакированные деревянные обломки, папиросные пачки, обрывки одежды, книги. Это и стало истинной причиной гибели «Щ-216».

    Ранее существовала информация, что в сентябре 1980 года корпус субмарины был обнаружен на дне при проведении гидрографических работ, но данных о ее водолазном исследовании не было. Вероятно, о находке надолго забыли, пока в начале июля 2013 года не поступило официальное сообщение что «Щ-216» найдена на грунте.

    Прочный корпус подлодки не имеет видимых повреждений, а ограждение рубки сильно разрушено и опутано рыболовными сетями. Вместе с «Щ-216» погибло 47 моряков.