Заложена 23 апреля (по другим данным 6 марта) 1939 года на заводе № 194 в Ленинграде под стапельным номером 512. 4 июня 1940 года подводная лодка спущена на воду и 10 сентября 1941 года вступила в строй. 22 сентября 1941 года «Щ-407» вошла в состав Краснознаменного Балтийского флота.

    Начало Великой Отечественной войны «Щ-407» встретила под командованием капитан-лейтенанта Морозова Павла Александровича в составе Учебной БПЛ в Ленинграде. На подводной лодке завершались монтажные работы. Степень технической готовности корабля составляла 85,6%. 16 января 1942 года был окончательно утвержден приемный акт корабля. Чтобы не тратить время на боевую подготовку экипажа, а августе 1942 года на подводную лодку в полном составе переведен экипаж ПЛ «Щ-318» которая в этот момент находилась в длительном ремонте во главе с капитаном 3 ранга Афанасьевым Владимиром Константиновичем.

    Уже 10 августа 1942 года «Щ-407» перешла из Ленинграда в Кронштадт, откуда через три дня в сопровождении тральщиков прибыла на Лавенсари. Из-за отсутствия сил обеспечения подводной лодке пришлось задержаться на острове до вечера 17 августа, когда она вышла на позицию в район мыс Ристна – Мемель (позиции № 3 и № 4). До точки погружения «Щ-407» сопровождали пять катеров-тральщиков. Примитивные навигационные приборы кораблей эскорта и отсутствие проверенных таблиц соответствия оборотов винтов скорости хода на самой подводной лодке привели к тому, что через пять часов самостоятельного движения «Щ-407» села на камни у банки Викола (южнее острова Гогланд, ошибка в счислении составила около 2 миль). Спустя 15 минут подводная лодка самостоятельно снялась с мели, но практически сразу же подверглась атаке финского самолета типа «СБ». Бомбардировщик сбросил две бомбы. Видимых повреждений «Щ-407» не получила, поэтому было решено продолжить движение.

    Днем 21 августа подводная лодка завершила форсирование Финского залива. Утром 23 августа «Щ-407» подошла к острову Готланд для определения своего места. Здесь-то и выяснилась неисправность перископов – бомбардировка не прошла даром. Видимо, не желая повторения истории с первым походом «Щ-318», когда подводная лодка из-за посадки на мель вынуждена была вернуться в базу через 11 часов после выхода, Афанасьев принял решение продолжить патрулирование. Командование поддержало решение командира, приказав атаковать противника ночью из надводного положения. 25 августа у мыса Акменрагс «Щ-407» приступила к патрулированию указанного района. В ночь на 27 августа подводная лодка перешла к маяку Ужава. Цель не заставила себя ждать. Утром 27 августа подводная лодка из надводного положения провела две атаки по тральщику противника. Обнаружив подводную лодку, тральщик, на деле оказавшийся судном-ловушкой «Schiff-47», открыл артиллерийский огонь. Подводная лодка получила несколько попаданий, сорвало антенну УКВ, получили повреждения тумбы перископов. «Щ-407» погрузилась, после чего неприятель пять часов преследовал подводную лодку, сбросив на нее 40 глубинных бомб.
    Получив наглядный урок действий сил вражеского ПЛО, командир «Щ-407» начал действовать более осторожно. Теперь, встречая корабли противника, подводная лодка стремилась уклониться от них.

    22 сентября «Щ-407» получила «добро» на возвращение и в ночь на 24 сентября приступила к форсированию Финского залива. Днем 25 сентября при прохождении минного заграждения «Юминда» «Щ-407» подорвалась на противотральной трубке КА мины ЕМС. Взрыв, произошедший в момент, когда субмарина шла в подводном положении, произошел в 30 метрах над «Щ-407», в результате чего подводная лодка получила значительные повреждения. Вышли из строя носовые горизонтальные рули, через разошедшиеся сварные швы внутрь корабля стало поступать около 5 тонн воды в час. Благодаря самоотверженным действиям экипажа подводная лодка сохранила возможность двигаться, и утром 27 сентября была встречена сторожевыми катерами, которые сопроводили ее до Лавенсари. 28 сентября «Щ-407» в сопровождении тральщиков прибыла в Кронштадт. Только находясь в базе, на подводной лодке смогли оценить повреждения, полученные ей во время похода. Оказалось, что в результате посадки на мель и авианалета 18 августа на подводной лодке была повреждена обшивка топливно-балластных цистерн. В итоге, все время пока лодка находилась в море, за ней тянулся масляный след, демаскируя корабль. Последствия подрыва на мине так же были весьма серьезны. Было обнаружено, что из торпедного аппарата № 1 до половины высунулась торпеда. Если бы вертушка предохранителя ударника торпеды не осталась на месте, то, скорее всего, до сих пор «Щ-407» числилась пропавшей без вести.

    11 октября подводная лодка перешла в Ленинград для ремонта и зимней стоянки. К маю 1943 года ремонт «Щ-407» был завершен, субмарина, готовая к походу перешла в Кронштадт, но так как вышедшие ранее подводные лодки так и не смогли преодолеть противолодочный рубеж противника в Финском заливе, выход на позицию отменили. 23 июня 1943 года командиром «Щ-407» стал капитан-лейтенант (впоследствии капитан 3 ранга) Бочаров Павел Иванович, ранее командовавший тихоокеанской «Щ-123».

    Вынужденный простой экипаж подводной лодки использовал для проведения боевой подготовки. Летом 1944 года «Щ-407» получила гидроакустическую станцию «Дракон-129».

    19 сентября 1944 года Финляндия подписала перемирие, и проход подводных лодок КБФ в открытую часть Балтики стал возможен. «Щ-407» в числе первых вышла в Балтийское море. 2 октября из района Утё подводная лодка направилась к Мемелю (позиция № 4). На переходе в район действий в 35 милях западнее Либавы утром 5 октября «Щ-407» атаковала двумя торпедами транспорт «Леда» (594 брт), идущий без эскорта. Одна из торпед, оснащенная неконтактным взрывателем НВС взорвалась, пройдя всего 250 метров. Заметив след второй торпеды, атакованное судно уклонилось от нее, открыв по обнаруженной подводной лодке, находящейся в надводном положении пушечно-пулеметный огонь. При срочном погружении «Щ-407» упала на грунт на глубине 70 метров – вышел из строя кингстон уравнительной цистерны.

    В ночь на 6 октября подводная лодка прибыла на позицию. Цель не заставила себя ждать. Днем 6 октября в 44 милях северо-западнее Мемеля «Щ-407» атаковала транспорт из состава конвоя шедшего из Виндавы в Готенхафен. Через минуту после пуска торпед на подводной лодке слышали сильные взрывы и треск. Торпеда поразила германское вспомогательное судно «Нордштерн» (бывшее «Минос») водоизмещением 1.127 брт. На борту транспорта погибли 531 человек – члены экипажа и беженцы из Прибалтики. Заявленный в качестве жертвы атаки «Щ-407» транспорт «Нептун» (1.594 брт) на самом деле получил повреждения на британской донной мине западнее острова Рюген, и в 1947 году передан Греции. После атаки субмарина два с половиной часа подвергалась атакам сопровождавшей конвой плавбатареи «SAT-18» («Остзее»), которая сама едва избежала торпеды. «Остзее» израсходовала 6 глубинных бомб, 60 ручных гранат и 117-105 мм снарядов, сама получив повреждения от взрывной волны и сотрясения орудий при стрельбе.

    В ночь на 7 октября «Щ-407» отошла к побережью Готланда, где в 25 милях северо-восточнее маяка Хоборг атаковала одиночное судно. Торпеда, выпущенная лодкой, прошла мимо. Противник оставляет без комментариев эту атаку. Вероятно, атакованное судно шло под шведским флагом.

    Утром 14 октября в 12 милях юго-западнее Мемеля «Щ-407» обнаружила корабли 2-ой боевой группы противника (крейсера «Lutzow» и «Prinz Ougen», 3 эсминца, 4 миноносца), следующих для поддержки своих войск на полуострове Сырве. Из-за высокой скорости целей выйти в атаку подводная лодка не смогла. Спустя несколько часов «Щ-407» атаковала транспорт из состава конвоя. Торпеды прошли мимо канонерской лодки «LAT-24». В ответ эскорт почти час бомбил подводную лодку, сбросив на нее 155 глубинных бомб.

    17 октября «Щ-407» получила разрешение командования на возвращение в базу. Утром 20 октября у острова Утё подводная лодка была встречена тральщиком и сопровождена в пролив Юнгфрунзунд. Поскольку договоренности с финнами о ремонте советских кораблей на финских верфях еще не было, подводная лодка направилась в Кронштадт, где прошла межпоходовый ремонт и докование.

    Следующий выход в море «Щ-407» пришелся на 24 ноября. В этот день она вышла Лавенсари и направилась на Ханко. Вечером 28 ноября в районе Утё «Щ-407» погрузилась и направилась в северную часть Данцигской бухты (позиция № 5). В ночь на 2 декабря подводная лодка прибыла в район действий. Командир субмарины решил произвести самостоятельный поиск. Днем «Щ-407» в подводном положении прошла вдоль северного побережья косы Хель и проникла в Пуцкий залив. Опасность замысла заключалась в том, что в этом районе противник обладал значительными силами ПЛО, в дополнении к этому район активно минировался британской авиацией. Днем 4 декабря в 36 кбт южнее маяка Хейстернест подводная лодка обнаружила крупное судно, стоящее на якоре. Две выпущенные торпеды попали в цель. Спустя пять минут командир «Щ-407» мог видеть гибель транспорта. Жертвой торпед подводной лодки стал теплоход «Зеебург» (12.181 брт), за два дня до этого подорвавшийся на британской мине. Судно использовалось в качестве корабля-цели для тренировок германских подводников. Следует отметить, что «Зеебург» стал третьим по водоизмещению транспортом (после «Густлова» и «Штойбена»), потопленным советскими подводниками в годы войны. Преследования не было, и подводная лодка без труда покинула место катастрофы. При выходе из залива «Щ-407» намотала на левый гребной вал кусок противолодочной сети. Освободиться от него своими силами экипаж подводной лодки не сумел. Вал пришлось остановить. Утром 5 декабря в 9 милях юго-западнее Пиллау субмарина выпустила 3 торпеды по одиночному транспорту, но промахнулась. Продолжать поход с такой неисправностью подводная лодка не могла, и вечером 6 декабря была отозвана в базу. В ночь на 11 декабря «Щ-407» прибыла в Турку, где прошла доковый ремонт.

    Днем 12 января 1945 года «Щ-407» вышла в район северо-западнее маяка Брюстерорт (позиция № 3). Погода и активизация сил ПЛО противника не способствовали удачному патрулированию. В ночь на 16 января подводная лодка заняла указанный район. Возможность атаковать представилась тем же вечером. Суда конвоя без труда уклонились от трех торпед, выпущенных подводной лодкой в условиях 6-балльного шторма (сопровождавший суда сторожевик «V-1704» наблюдал след двух торпед). Четвертая торпеда, приготовленная к пуску не вышла из торпедного аппарата и выпала при дифферентовке спустя три часа после атаки. Подводная лодка продолжала оставаться на позиции, которая была несколько расширена до меридиана маяка Риксгафт. Возможность пополнить счет представилась только вечером 12 февраля. Суда конвоя уклонились от трех выпущенных подводной лодкой торпед. (Их след наблюдал торпедолов «TS-8»). Четвертая торпеда, подготовленная к пуску, снова не вышла из торпедного аппарата. Корабли эскорта конвоя сбросили на «Щ-407» 9 глубинных бомб, подводная лодка получила незначительные повреждения.

    Израсходовав топливо, продовольствие и торпеды в носовых торпедных аппаратах «Щ-407» вечером 17 февраля начала возвращение в базу и 21 февраля прибыла в Турку, где встала на межпоходовый ремонт.

    19 апреля «Щ-407» вновь вышла в море для патрулирования в районе острова Борнхольм, но ничего кроме шведских дозоров не обнаружила. После подписания акта о капитуляции Германии подводная лодка получила приказ о возвращении в базу, и вечером 13 мая прибыла в Турку. На этом участие «Щ-407» в боевых действиях подошло к концу.

    9 июня 1949 года подводная лодка получила обозначение «С-407». 17 февраля 1956 года она была выведена из боевого состава и обращена в опытовую подводную лодку, а 19 января 1959 года субмарина исключена из списков ВМФ, расформирована и впоследствии разделана на металл в Лиепае.