Заложена 26 февраля 1938 года на заводе № 194 в Ленинграде под стапельным номером 455. 5 июля 1939 года подводная лодка была спущена на воду. Первым командиром корабля назначен капитан-лейтенант (впоследствии капитан 3 ранга) Шулаков Евгений Георгиевич. Начало Великой Отечественной войны «К-52» встретила в составе дивизиона строящихся и капитально ремонтирующихся кораблей учебной бригады ПЛ. Субмарина находилась в достройке; в июне – июле она успела пройти заводские и швартовые испытания, степень технической готовности корабля на 1 июля 1941 года составляла 89,1%.

    В августе подводная лодка приступила к ходовым испытаниям, проходившим по сокращенной программе, но их, в связи с выходом немцев к Ленинграду, их скоро пришлось прекратить, а так как 8 сентября пал Шлиссельбург, перевод субмарины на Север в составе ЭОН-17 стал невозможен. До 25 сентября корабль находился на Малом Кронштадском рейде, став свидетелем массированных налетов авиации на город и корабли, выпустив по самолетам противника 42 100-мм и 150 45-мм снарядов.

    При переходе в Ленинград в ночь на 26 сентября подводная лодка врезалась в опору Литейного моста и повредила форштевень. В начале ноября 1941 года субмарину еще не прошедшую программу государственных сдаточных испытаний начали готовить для действий на Балтике в период ледостава в Финском заливе (до весны 1942 года). Ее экипаж, сдавший вступительную задачу, считался одним из самых подготовленных среди балтийских «катюш». 23 ноября но при буксировке на Адмиралтейский завод для проведения окончательной подготовке к 120-суточному крейсерству произошла авария, подлодка столкнулась с пролетом неразведенного Республиканского (Дворцового) моста, погнув тумбы перископов. Поход был отменен, а субмарина была вынуждена встать на зимовку у Летнего сада (весной корабль переведен на стоянку у Калашниковой набережной), где силами экипажа и рабочих завода устранялись неисправности и проводилась работы для окончательного вступления корабля в строй.

    Ремонт подводной лодки в условиях блокадного города под обстрелами и бомбежками противника был сопряжен с огромными трудностями, необходимые запчасти пришлось брать с недостроенных «К-54» и «К-55». Физическое состояние рабочих, получавших блокадный паек, было плохое. В один из дней зимы 1941 года после завершения трудовой смены в одной из балластных цистерн подводной лодки моряки обнаружили двух рабочих-монтажников завода, умерших от голода. Когда на подводной лодке потребовалось приварить какую-то деталь, один из матросов был послан за опытным заводским сварщиком Федоровым. Вскоре он вернулся и доложил, что сварщик умер на своем рабочем месте.

    28 сентября 1942 года начались сдаточные испытания корабля, а 11 октября «К-52» вошла в состав Краснознаменного Балтийского флота и зачислена в состав 2-го дивизиона ПЛ. По этому поводу в листовке, изданной политуправлением КБФ, писалось:

    «Замечательный подводный корабль строили рабочие для Краснознаменного Балтийского флота. Корабль был уже почти готов, но грянула война… Подводная лодка осталась недостроенной, но на ней был экипаж, назначенный, как это принято, еще в период постройки. И этот экипаж решил достроить корабль.
    …Требовалось произвести большие электросварочные работы, но не было нужной аппаратуры и приборов. Подводники сумели разыскать его на другом конце города. Не было транспорта, чтобы доставить это оборудование на корабль. Подводники разобрали его, по частям перевезли на трамвае и перенесли на руках. Требовалось выполнить много токарных работ. Один из заводов предоставил в распоряжение подводников свой бездействовавший токарный цех…
    Какими замечательными темпами работал дружный экипаж подводного корабля! 12 месяцев – это срок, назначенный для такого объема работ по нормальному довоенному плану завода при наличии оборудованных цехов, при изобилии материалов. Вчетверо быстрее этого срока ввели свой корабль строй славные подводники – ввели в строй в труднейших и сложнейших условиях блокированного фашистами Ленинграда.
    Подводная лодка сдала все положенные испытания. Сдала отлично! Большевистское упорство славного экипажа – порукой тому, что и грядущие испытания в боевых походах, в смертельных схватках с врагом будут отлично сданы стойкими подводниками».

    Руководивший достройкой корабля командир БЧ-5 «К-52» инженер-капитан 3 ранга А.П.Барсуков награжден орденом Красной Звезды. Медалью «За боевые заслуги» были награждены старший инженер-лейтенант Е.И.Семенов и главный старшина П.П.Перевозчиков. Государственными наградами были удостоены так же многие судостроители.

    Так как командование уже в 1942 году планировало использовать подлодку в боевых действиях в составе третьего эшелона подводных лодок («К-52» предстояло выставить мины западнее острова Борнхольм), в ночь на 21 октября субмарина перешла в Кронштадт, в пути получив незначительные повреждения в результате столкновения с рейдовым катером «Гироскоп». Впрочем, выходу подлодки на позицию помешало не это происшествие, а необходимость монтажа и регулировки минного устройства, которое затянулось. 10 ноября подводная лодка вернулась в Ленинград для зимней стоянки, пришвартовавшись у набережной Жореса между Кировским и Литейным мостами. (Личный состав размещался на стоящей неподалеку плавбазе «Иртыш»).

    В 1943 году противник достаточно надежно перекрыл Финский залив для проникновения советских подводных лодок в открытую часть Балтики. С конца апреля 1943 года «К-52» находилась в полной боеготовности, но после того как из пяти подводных лодок, посланных форсировать Финский залив, вернулась лишь одна, поход отменили.

    14 марта 1944 года командиром «К-52» назначен капитан 3 ранга Травкин Иван Васильевич. Подводная лодка перешла в Кронштадт. В начале сентября после того как финны были вынуждены запросить перемирия, выход советских подводных лодок на позиции стал возможен через финские шхерные фарватеры. 30 октября «К-52» прибыла в Хельсинки, откуда 10 ноября через пролив Юнгфрундзунд вышла в юго-восточную часть Балтийского моря. Подводной лодке предстояло действовать во взаимодействии с авиацией в районе севернее маяка Хела (позиция № 5). Обеспечивать поход в море вышел бывший командир субмарины командир 2-го дивизиона ПЛ капитан 2 ранга Е.Г.Шулаков.

    В ночь на 12 ноября в 25 милях севернее маяка Висбю «К-52» безуспешно атаковала торпедами шведский паром, шедший из Висбю в Стокгольм. Опознав судно, командир от дальнейшей атаки отказался. Спустя сутки подводная лодка приступила к патрулированию указанного ей района. В течение 13-15 ноября подводная лодка имела ряд контактов с силами ПЛО. Вечером 15 ноября при всплытии южнее острова Готланд командир субмарины был сброшен штормовой волной с мостика в центральный пост. От удара о палубу капитан 3 ранга Травкин сломал руку и получил травму головы. Второй набежавшей волной был сорван и унесен в море магнитный компас. Вместо выбывшего из строя Травкина в командование кораблем вступил обеспечивающий капитан 2 ранга Шулаков.

    16 ноября «К-52» перешла в район в 28 милях к северо-западу от маяка Брюстерорт, где 17 ноября производила ремонт кормовых горизонтальных рулей. 18-21 ноября субмарина имела ряд контактов с силами ПЛО противника.

    21 ноября очередная волна захлестнула шахту подачи воздуха к дизелям и залила оба дизеля, их пришлось остановить. Пока шли ремонтные работы стоящая без хода подводная лодка была обнаружена сторожевыми катерами противника. При срочном погружении на глубине 45 м давление воды разорвало стенки топливных цистерн № 2 и № 3. Поступившая в IV отсек вода, смешанная с соляром, затопила вторую группу аккумуляторных батарей. Данные повреждения были виной личного состава – в суматохе срочного погружения люди в дизельном отсеке не перекрыли забортные клапаны магистрали замещения соляра забортной водой. Противник, к счастью для подводников, неточно сбросил 12 глубинных бомб, сама а субмарина, пережидая бомбежку, упала на грунт на глубине 85 м. Полученные повреждения не позволяли продолжать поход. «К-52» была вынуждена вернуться. Утром 24 ноября она прибыла на Ханко. 27 ноября подводная лодка завершила переход в Кронштадт, где до 25 января 1945 года простояла в доке.

    Следующий выход в море состоялся в феврале 1945 года. 18 февраля «К-52» перешла к маяку Нюхамн, откуда направилась в район восточнее банки Штольпе (позиция № 4). В ночь на 22 февраля подводная лодка прибыла на позицию, где спустя двое суток где спустя двое суток провела торпедную атаку по небольшому конвою, состоящему из транспорта и сторожевого корабля (атака произошла в точке 55°19' с.ш./16°42' в.д.). По докладу командира наблюдалось попадание в транспорт и сторожевик. Противник оставляет эту атаку без комментариев. По данным многих источников жертвой атаки «К-52» стал транспорт «Эрика Фритцен» (4.169 брт), но он погиб на британской донной мине в районе Варнемюнде 26 февраля 1945 года.

    Вечером 24 февраля подводная лодка средствами гидроакустики была обнаружена эсминцем «Z-25», который вызвал в район нахождения субмарины группу кораблей ПЛО. Они не заставили себя ждать. В ночь на 25 февраля «К-52» была обнаружена и атакована сторожевым кораблем противника, который сбросил на подводную лодку 11 глубинных бомб. К счастью, скоро лодка ушла от преследования.

    Днем 1 марта «К-52» атаковала одиночно идущее судно. Из-за сильного волнения моря удержать подводную лодку на перископной глубине не представлялась возможным, поэтому атака проводилась по данным шумопеленгатора с глубины 20 метров. Через две минуты после пуска торпед на подводной лодке был услышан взрыв, после чего шум винтов транспорта прекратился. Через 12 минут после пуска торпед командир, осмотрев в перископ горизонт, объект атаки не обнаружил. Противник оставляет без комментариев атаку «К-52», которая произошла в точке 55°23'24 с.ш./16°13' в.д. По данным многих источников жертвой атаки «К-52» стал германский транспорт «Герит Фритцен» (бывший шведский «Бохус» в 1.761 брт), но он погиб 12 марта севернее косы Хель в результате налета ВВС КБФ.

    Вечером 1 марта подводная лодка получила разрешение распространить район своих действий до меридиана 19°22', т.е. в пределах позиции № 3. Вечером 4 марта в 30 милях северо-западнее маяка Стило (55°14'с.ш./17°16' в.д.) «К-52» вновь атаковала конвой, состоящий из транспорта под эскортом сторожевика. Через 1 минуту после пуска торпеды на подводной лодке услышан взрыв, после чего транспорт окутался дымом и через четыре минуты затонул. Подводная лодка преследованию не подвергалась. Зарубежных данных по поводу этой атаки «К-52» не найдено, хотя предполагают, что целью безуспешной атаки был лайнер «Дойчланд», шедший под охраной эсминца «Z-28» из Готенхафена в Засниц.

    В 2 часа 7 марта 1945 года «К-52» в районе банки Штольпе обнаружила корабли соединения, состоявшего из тяжелых крейсеров «Адмирал Шеер» и «Лютцов», эсминцев «Z-34» и «Z-43», миноносцев «Т-23» и «Т-33», и атаковала из надводного положения один из миноносцев. Из-за ошибки личного состава вместо залпа из кормовых торпедных аппаратов, подводная лодка выпустила три торпеды из носовых. Через 4 минуты ошибка была исправлена залпом двух торпед из кормовых аппаратов. При погружении акустик «К-52» слышал взрывы двух торпед, однако германский флот в это время и в этом месте эсминец либо миноносец не терял.

    Спустя 23 часа «К-52» в точке 55°16'3 с.ш./16°07' в.д. атаковала одиночно идущий транспорт. Через минуту на подводной лодке наблюдалось попадание двух торпед, и еще через две минуты гибель судна. Противник не комментирует результат этой атаки. Утром подводная лодка начала возвращение на базу. Днем 9 марта при всплытии в районе острова Готска-Санден подводная лодка была обстреляна шведской береговой батареей, которая выпустила по субмарине около полусотни снарядов. Вечером 10 марта «К-52» прибыла в Хельсинки.

    17 апреля «К-52» вновь вышла в район банки Штольпе (позиция № 4). 20 апреля 1945 года Указом Президиума Верховного Совета СССР подводная лодка награждена орденом Красного Знамени, а ее командир Иван Васильевич Травкин удостоен звания Героя Советского Союза. 21 апреля «К-52» приступила к патрулированию указанного района. Днем (в точке 55°17'4 с.ш./17°19'5 в.д.) она атаковала судно, шедшее в сопровождении сторожевого корабля. Вскоре после пуска торпед на подводной лодке были услышаны два взрыва. Через 15 минут после проведения атаки командир, осматриваясь в перископ, обнаружил лишь один сторожевик. Противник не комментирует данный эпизод. Вечером «К-52» преследовали два сторожевых корабля противника, безрезультатно сбросив на нее 48 глубинных бомб.

    Вечером 22 апреля «К-52» восточнее банки Штольпе атаковала одиночный транспорт, но обе выпущенные торпеды прошли мимо цели. Из-за уменьшения видимости командир от повторной атаки отказался. Данные о цели отсутствуют. Возможно, атака была не замечена противником.

    Днем 24 апреля подводная лодка, находясь на перископной глубине, несколько раз обнаруживалась и подвергалась бомбардировкам самолетов противника, которые сбросили на субмарину в общей сложности 95 бомб.

    В ночь на 25 апреля «К-52» обнаружила конвой противника, шедший в Данцигскую бухту, который состоял из трех транспортов при шести кораблях эскорта. Подводная лодка произвела две атаки по транспортам. В первом случае наблюдалось три взрыва и пожар на одном из судов, во втором случае зафиксирован промах. Подводная лодка преследованию не подвергалась. Противник не комментирует факт атаки своего конвоя, произошедший в месте с координатами 55°14'2 с.ш./17°53' в.д.

    Утром 25 апреля при перезарядке торпедных аппаратов «К-52» была атакована тремя бомбардировщиками Ju-88, которые обстреляли подводную лодку пушечно-пулеметным огнем и сбросили 6 бомб, от разрывов которых междубортные топливные цистерны лодки начали пропускать соляр. В течение дня 26 апреля подводная лодка имела еще ряд контактов с самолетами противника. В ночь на 27 апреля восточнее банки Штольпе «К-52» обнаружила конвой и атаковала транспорт из его состава. Первые три торпеды из-за поворота конвоя прошли мимо цели. Подводная лодка повторила атаку и через две минуты наблюдала взрыв на транспорте. Противник не комментирует атаку. Возможно, атаке подвергся конвой, шедший с рейда Хель в Свинемюнде, включавший в свой состав транспорт «Терезия Л.М.Рюсс». Подводная лодка после атаки подверглась преследованию кораблей эскорта. Спустя несколько часов, она начала возвращение в базу и вечером 30 апреля прибыла на рейд Хельсинки. Там лодка встала на ремонт, который продлился до окончания военных действий.

    После окончания войны «К-52» переведена на Север. До октября 1946 года ей продолжал командовать И.В.Травкин. 9 сентября 1949 года субмарина получила обозначение «Б-6». 29 декабря 1955 года подводная лодка выведена из боевого состава флота и обращена в плавучую зарядовую станцию «ПЗС-25» (с декабря 1956 года «ЗАС-2»), а с 12 сентября (по другим данным 12 марта) 1958 года в учебно-тренировочную станцию «УТС-31». 20 марта 1978 года исключена из списков судов ВМФ в связи со сдачей на слом.