Заложена 25 апреля 1935 года на заводе № 189 (Балтийский завод) в Ленинграде под строительным номером 268 и литерным обозначением «Н-3». 30 апреля 1936 года подводная лодка была спущена на воду. 20 октября 1937 года она получила обозначение «С-3», и 13 июля 1938 года вошла в состав Краснознаменного Балтийского флота.
    Советско-финляндскую войну корабль встретил под командованием капитан-лейтенанта Малофеева Кузьмы Ивановича в составе 13-го дивизиона 1-й бригады ПЛ КБФ. 30 ноября 1939 года согласно сигналу о начале боевых действий «Факел» подводная лодка заняла позицию № 19 у южного входа в залив Кальмарзунд. За время патрулирования «С-3» обнаружила активное движение немецких транспортов в пределах шведских территориальных вод, входить в которые подводной лодке запрещалось. 8 декабря 1939 года субмарина вернулась в базу.
    Во второй боевой поход в район юго-западнее Аландских островов «С-3» вышла в середине декабря 1939 года (позиция № 7). Как и в первом патрулировании, активное движение судов под германским флагом продолжалось. В первый же день нахождения в назначенном районе субмариной было встречено 6 транспортов, два из которых удалось догнать. Суда оказались немецкими и после досмотра были отпущены. 17 декабря вне зоны объявленной блокады выстрелами из 100-мм орудия (на втором залпе орудие вышло из строя) был остановлен, досмотрен и отпущен германский транспорт «Гильхаузен». Через несколько часов подводная лодка попыталась остановить транспорт «Пиннау». На сигналы, поданные подводной лодкой с дистанции 3 мили, судно не отреагировало, и тогда субмарина открыла огонь на поражение из 45-мм орудия. Ни один из 48 снарядов не попал в цель. Пароход лег в дрейф, его экипаж пересел в шлюпки. Транспорт спасло появление на горизонте боевого корабля. Субмарина погрузилась и покинула место инцидента. Свои действия командир подводной лодки объяснил тем, что принял германский транспорт за финский лесовоз на том основании, что труба и мостик судна были расположены на корме. Следует отметить, что альбомов силуэтов транспортов в штабах соединений подводных лодок не имелось, и их изучению не уделялось достаточного внимания. Во время нахождения на позиции подводная лодка несколько раз встречала канонерские лодки типа «Карьяла» и «Уусимаа» и наблюдала полеты самолетов противника. Досмотрев еще несколько пароходов, 22 декабря 1939 года «С-3» вернулась в базу.
Подводная лодка «С-3»
Подробнее: Доклад командира звена немецкого ТКА о бое с ПЛ «С-3». Перевод Владимира Нагирняка и Дмитрия Пескина.
    Весь 1940 года подводная лодка занималась отработкой задач боевой подготовки. В период с 9 по 22 июня 1940 года «С-3» блокировала Рижский порт в период присоединения Латвии к СССР.
    22 июня 1941 года субмарина встретила под командованием капитан-лейтенанта Костромичева Николая Александровича, находясь в капремонте на заводе «Тосмаре» в Либаве. Работы должны были завершиться 15 июня, но так и не были окончены. 23 июня немцы были уже на подступах к городу, но так как подводная лодка могла идти самостоятельно, (но только в надводном положении, погружаться она не могла), Костромичев, в нарушение приказа, отказавшись взорвать корабль и, взяв на борт часть членов экипажа подводной лодки «С-1» (в том числе и ее командира капитана 3 ранга Морского), а так же рабочих с завода Тосмаре (всего на борту лодки было около 100 человек), покинул Либаву. «С-3» шла непосредственно вдоль побережья в Усть-Двинск, скорость ее не превышала 5 узлов. В 2.32. 24 июня в районе маяка Ужава она была обнаружена и атакована германскими торпедными катерами «S-60» и «S-35» из состава 3-й катерной флотилии. В завязавшейся артиллерийской дуэли все решила не мощность 100-мм и 45-мм орудий субмарины, а скорострельность двух немецких 20-мм пушек Ответным огнем с лодки катера получили незначительные повреждения, 4 человека были ранены. Выпущенные со «шнельботов» торпеды прошли мимо цели. «С-3» упорно уходила на север, и тогда катера атаковали ее ручными гранатами, а затем в 3.39. «S-60» сбросил прямо по курсу «С-3» глубинную бомбу в непосредственной близости от нее. Лодка затонула. Из воды немцы подобрали не менее 9 человек; тело командира «С-3» прибило к острову Саарема, где было похоронено.
    По неподтвержденным данным немцы в июне-июле вели на лодке спасательные работы в поисках документов.
    Сисок погибших на подводной лодке:
В ходе советско-финляндской войны 2 боевых похода.
30.11.1939 - 08.12.1939
13.12.1939 - 22.12.1939