Несмотря на длительность нахождения на вооружении, в том числе и на ряде кораблей зарубежных государств, комплексам «Оса-М» не довелось принять участие в боевых действиях. Максимально близок к этому был ЗРК ливийского малого ракетного корабля «Эан Загид», потопленного в ночь на 25 марта 1986 г. ракетами «Гарпун», запущенными с американского крейсера «Йорктаун» сразу же после кратковременного нарушения МРК режима радиомолчания. По другой версии, «Эан Загид» стал жертвой применения управляемых бомб и ракет «Гарпун» самолетами палубной авиации. Однако нельзя считать, что именно зенитный комплекс подвел ливийский корабль. Как показал анализ, установленная на «Эан Загиде» аппаратура ЗРК «Оса-М» даже не включалась на излучение.
С другой стороны, сухопутный вариант комплекса «Оса» проявил себя с самой лучшей стороны, как при проведении многочисленных учений, так и в ходе боев в Ливане в начале 1980-х гг. Отмеченная тогда же завидная помехозащищенность «Осы» была обусловлена применением высокопотенциальных радиоэлектронных средств в относительно небольшой по дальности зоне поражения этого комплекса.
С комплексом «Оса-М» связано одно из наиболее трагичных событий в послевоенной истории советского флота, произошедшее на Дальнем Востоке 16 апреля 1987 г. В этот день должны были проводиться учебные зенитные ракетные стрельбы малым противолодочным и двумя малыми ракетными кораблями. Для обеспечения стрельб с ракетного катера Р-42 пр. 1241.1 запустили ракету-мишень РМ-15М — переоборудованную ПКР П-15М «Термит». В соответствии с программой полета мишень летела прямолинейно на высоте 50 м, затем снизилась до 25 м и должна была пройти на безопасном удалении от обстреливавших ее кораблей. Первая запущенная с малого ракетного корабля «Муссон» ЗУР перехватила мишень на дальности 5 км, не причинив ей видимого вреда. Боевой частью второй ракеты, сработавшей на удалении 2,5 км от «Муссона», мишень была повреждена. Но вместо того чтобы упасть в воду, она развернулась в сторону обстрелявшего ее корабля и угодила в его надстройку с левого борта. Остававшиеся на борту мишени сотни литров жидкого топлива разбрызгались и смещались с воздухом соседних помещений, создав условия для объемно-детонирующего взрыва. Этим взрывом в главном командном пункте были убиты многие офицеры, включая командира — капитана 3 ранга В.Г. Рекиша и старшего на борту — заместителя командующего Приморской флотилией капитана 1 ранга Р.Г. Темирханова. Несмотря на героическую борьбу экипажа за живучесть МРК, к полуночи «Муссон» затонул. Погибли 39 из находившихся на его борту 76 человек, большинство выживших были обожжены и ранены.
