День Победы «Д-2» встретила в море, находясь в своем четвертом боевом походе. 18 мая 1945 года она благополучно вернулась на базу.
9 июня 1949 года субмарина получила обозначение «Б-2». 20 июня 1956 года лодка исключена из боевого состава, разоружена и переоборудована в учебно-тренировочную станцию по борьбе за живучесть «УТС-6».
Еще в 1967 году группа ветеранов-подводников, среди которых были Герой Советского Союза, командир «Щ-310» и бывший старпом «Д-2» С. Н. Богорад, бывший командир «Д-3» Ф. В. Константинов, бывший командир «Щ-201», старпом «Д-4», а впоследствии вице-адмирал П. И. Парамошкин, обратилась с письмом в газету «Красная Звезда» с предложением превратить «Д-2» в музей. Результатом обращения ветеранов стала лишь установка мемориальной доски в передней части ограждения рубки корабля. Второй раз группа ветеранов флота обратилась с подобным предложением в 1977 году к Главкому ВМФ С. Г. Горшкову, но и в этот раз они не добились успеха. Нужно отметить, что тогда же предпринимались попытки сохранить ледокол «Ермак», эсминец «Сообразительный» и крейсер «Киров», но к мнению ветеранов не прислушались, и эти корабли в конце концов были разобраны на металл. Но «Д-2» повезло. В это время она пока еще использовалась в качестве учебно-тренировочной станции для практической подготовки подводников. Внешний вид подводной лодки сильно изменился, значительная часть внутреннего оборудования была демонтирована. При переоборудовании была нарушена герметичность балластных цистерн. Второй отсек субмарины был превращен в бассейн для водолазов, ограждение боевой рубки переделано в башню для имитации «столба воды», который надо преодолеть подводнику при выходе из затонувшей подводной лодки.
Только третья попытка установить «Д-2» на пьедестал увенчалась успехом. В 1984 году в борьбу за подводную лодку включились специалисты Центрального конструкторского бюро морской техники «Рубин», Балтийский завод, командование Ленинградской военно-морской базы, объединенный Совет ветеранов-подводников ВМФ, Центральный военно-морской музей и другие организации. Вопрос о судьбе подводной лодки решался на самом высоком уровне. 18 августа 1986 года Генеральный секретарь ЦК КПСС М. С. Горбачев подписал постановление, разрешающее создать на подводной лодке «Д-2» музей.
5 марта 1987 года подводная лодка «Д-2» окончательно исключена из списков. Начался восстановительный ремонт корабля на Кронштадтском морском заводе. Подводная лодка была поставлена в док, где была проведена экспертиза корпуса и проверены опорные фундаменты. Было установлено, что корпус полностью проржавел, и подводная лодка чудом удерживалась на плаву. Госпредприятием «Адмиралтейские верфи» для дальнейшей работы с «Д-2» был предоставлен плавучий док, в котором в июле 1987 года подводную лодку перевели на Балтийский завод. Началась работа по восстановлению корабля. Было решено установить подводную лодку, вес которой составлял порядка 800 тонн, на берегу. Для этого на «Адмиралтейских верфях» был разработан оригинальный проект, к месту выхода был специально углублен фарватер. 8 июля 1989 года «Д-2» установлена в Шкиперском протоке неподалеку от площади Морской Славы в Санкт-Петербурге, а 2 сентября 1994 года на берегу Васильевского острова состоялось торжественное открытие филиала Центрального военно-морского музея — подводной лодки «Д-2» «Народоволец».
