Заложена 31 мая 1940 года на заводе № 196 в Ленинграде под заводским номером 137. 12 октября 1940 года подводная лодка была спущена на воду, 5 декабря 1940 года вступила в строй, и 19 декабря 1940 года вошла в состав Краснознаменного Балтийского флота.

    Начало Великой Отечественной войны «М-103» встретила под командованием капитан-лейтенанта Нечкина Вадима Дмитриевича (принял корабль в октябре 1940 года) в составе 8-го дивизиона 2-й бригады ПЛ в Ханко. 4 июля подводная лодка перешла в Палдиски, откуда вечером 6 июля в паре с «М-97» вышла в дозор (район северо-западнее мыса Ристна; позиция № 9). Переход лодок обеспечивали тральщики и сторожевые катера. На меридиане маяка Тахкуна сопровождавший субмарины «БТЩ-216» подорвался на мине и мгновенно затонул (в точке 59°09'5 с.ш. /22°37'5 в.д.). Находившийся на его борту командир 8-го дивизиона ПЛ капитан 3 ранга Е.Г. Юнаков был тяжело ранен и подобран из воды сторожевым катером. Подводным лодкам пришлось вернуться. По этой причине первый боевой выход «М-103» состоялся только 8 июля. Находясь на позиции, (северо-западнее мыса Ристна; позиция № 9), подводная лодка неоднократно слышала шум винтов патрулирующей в этом же районе германской субмарины «U-144», но на поверхности так никого и не обнаружила. Вечером 18 июля «М-103» в сопровождении сторожевого катера вернулась в Триги, откуда через два дня перешла в Таллин, по пути отразив атаку самолета противника, где прошла межпоходовый ремонт.

    21 июля в командование кораблем вступил старший лейтенант Жаворонков Георгий Александрович.

    В ночь на 13 августа «М-103» под эскортом базовых тральщиков «Т-203» («Патрон»), «Т-211» («Рым») «Т-215» и охотников «МО-221», «МО-231» вышла из Таллина в разведывательный поход в Аландское море (позиция № 13). В 14.30 того же дня в точке с координатами 59°18' с.ш./ 21°40' в.д. подводная лодка отделилась от эскорта и начала самостоятельные действия. О пребывании «М-103» на назначенной ей позиции ничего неизвестно, никаких донесений с подлодки в базу не поступало. В 22.00 20 августа в адрес командира «М-103» командир 2-й бригады ПЛ КБФ А.Е. Орёл отправил радиограмму следующего содержания: «21 августа с 11 до 14 быть точке рандеву Ш = 59°18' Д = 21°35' румб подхода «ост» встречают ТЩТЩ катера «МО» В точках Ш = 59°22' Д = 21°49' Ш = 59°13' Д = 21°49'0 будут находиться ПЛПЛ типа «Калев» случае переноса срока встречи ожидать Богшера. Строго соблюдать ПЛО, ПВО Получение подтвердить ТУСом». К утру 21 августа эта радиограмма была передана трижды, но ни одной квитанции о ее получении с «М-103» не поступило.

    Вышедшие из Таллина на встречу подлодок (кроме «М-103» ожидались «Калев» и «Лембит») тральщики «Т-204» («Фугас»), «Т-207» (Шпиль»), «Т-211» («Рым»), «Т-215», «Т-218» и охотники «МО-193», «МО-212», «МО-213», «МО-220», несмотря на точное указание точки встречи (59°18' с.ш./ 21°35' в.д.), искали «малютку» примерно в 3-х милях юго-западнее, к тому же имея несвязку примерно на 2 мили южнее. Благополучно встретив «Калев» и «Лембит», эскорт сопроводил подводные лодки в Таллин, посчитав, что «М-103» опоздала к точке встречи.

    Вечером 21 августа на борт подводной лодки была послана радиограмма: «Покажите свое место», на которую была получена квитанция, а затем, в ночь на 22 августа, ответ: «Моё место на 00 час 00 минут Ш – 59°19'7 Д – 21°22'5 Курс 270°. Ход 9 узлов». Тогда же «М-103» был отдан приказ: «Оставаться районе рандеву 24 августа, разрешается лежать на грунте. Точку рандеву дам дополнительно. Получение подтвердить тусом.», на что с подлодки ответили: «Палуба» (согласно ТУС – «Приказ понял»).

    Вечером 23 августа на «М-103» поступил новый приказ: «13 часов 24.08. быть Ш = 59°13' Д = 21°35'0 подходить с нордвеста. Встречают БТЩ катера МО. С 10 часов Ш = 59°22' Д = 21°49'0 ПЛ «С-6», Ш = 59°13' Д = 21°49' ПЛ «С-5» Осту меридиана 21°35' заходить запрещается. Репетируйте координаты».

    На этот раз, вышедшие для встречи подводных лодок тральщики «Т-204» («Фугас») и «Т-207» («Шпиль») обнаружили только «С-5». Поиски «М-103» и «С-6» продолжались 4 часа, но ни к чему не привели.

    Через час после окончания поиска, в 14.50 24 августа с «М-103» отправлена радиограмма, которая на берегу была принята спустя 13 часов: «Нахожусь точке рандеву БТЩ и катера «МО» нет». Не дождавшись ответа, в 01.14 25 августа она отправила короткое «Жду», которое шло до Таллина 18,5 часов (получена в 19.34).

    Не имея сведений от «М-103» командир бригады А.Е. Орел в 00.20 25 августа запросил: «Донесите ваше место и действия донесите сколько суток осталось топлива». В 02.00 «М-103» ответила: «Запас топлива 2,3 тонны воды 100 литров, расходую аварийный запас». Эта радиограмма с борта «М-103», полученная в Таллине спустя 9 часов, стала последней.

    В 09.55 25 августа наблюдатель поста СНиС маяка Осмуссаар зафиксировал на дистанции 8 миль по пеленгу 240° рубку подводной лодки, идущей в позиционном положении на зюйд-вест. Через 10 минут подлодка изменила курс на 237° и погрузилась под перископ, а затем вовсе скрылась из вида. Это могла быть только «М-103». Через несколько часов она погибла на мине заграждения «D.2», выставленного минным заградителем «Бруммер».

    В ноябре 1999 года «малютка» обнаружена и обследована на дне бельгийским тральщиком «М-923» («Narcise»), проводящим работы в районе бывшего советского минно-торпедного полигона у побережья Эстонии. Субмарина лежит на глубине 53 метра в 8 милях севернее острова Вормси в точке с координатами 59°13' с.ш./ 23°09' в.д. Вместе с подводной лодкой погибло 20 человек.