Заложена весной 1933 года на заводе № 198 в Николаеве под строительным номером 250. 16 мая 1934 года «М-23» спущена на воду и 8 июля 1934 года отправлена по железной дороге во Владивосток, где на заводе № 202 была окончательно достроена. 10 октября 1934 года «М-23» вступила в строй и 9 (по другим данным 16) ноября 1934 года вошла в состав Морских сил Дальнего Востока.

    6 октября 1944 года «М-23» отправлена по железной дороге на Черное море, и 11 декабря 1944 года прибыла в Поти. В этот же день подводная лодка была зачислена в состав Черноморского флота. Вместе с «М-23» прибыл и её тихоокеанский экипаж во главе с капитан-лейтенантом Шлионским Моисеем Львовичем. К этому времени война на Черном море уже закончилась, поэтому в боевых действиях подводная лодка не участвовала.

    31 мая 1946 года «М-23» разоружена и исключена из состава ВМФ СССР. 26 июня 1946 года после демонтажа приборов и механизмов корабль расформирован. Корпус субмарины использовался в опытовых целях.