Начало Великой Отечественной войны «С-5» встретила под командованием капитана 3-го ранга Бащенко А. А. в составе 1-го дивизиона 1-й бригады ПЛ КБФ в Усть-Двинске.
24 июня 1941 года подводная лодка вышла на позицию между островом Борнхольм и Карлскроной (позиция № 2). Крейсерство закончилось безрезультатно, зато сама лодка чуть было не стала жертвой атаки самолета противника, атаковавшего лодку утром 8 июля (по другим данным, атака самолета из состава 125-й морской разведывательной группы (SAGr 125) произошла 20 августа). Две сброшенные бомбы разорвались в воде после срочного погружения субмарины. Получили повреждения прочный корпус, гирокомпас и один из главных электродвигателей. В этот же день подводная лодка получила приказ на возвращение. 10 июля лодка благополучно прибыла в бухту Кихелькона.
14 июля «С-5» перешла в Кронштадт, где встала в док. По окончании ремонтных работ подводная лодка прибыла в Таллин, откуда 6 августа вновь вышла на позицию в район Данцигской бухты (позиция № 3), где произвела торпедную атаку одиночно идущего транспорта. Торпеда прошла мимо, противник оставляет без комментариев эту атаку. 24 августа «С-5» прибыла в Таллин. К сожалению, подробной информации о последнем походе «С-5» нет, так как по возвращении командир не успел сдать отчет в штаб бригады до гибели своего корабля.
В составе Отряда главных сил КБФ «С-5» участвовала в прорыве-флота из Таллина в Кронштадт. Подводная лодка шла в кильватере крейсера «Киров». 28 августа в 20.11 подсеченная тралом мина ударилась о корпус лодки, и «С-5» сразу ушла на дно. Подоспевшими катерами спасено 9 (по другим данным, 5 или 10) человек, среди них командир лодки Бащенко А. А., командир 1-й бригады ПЛ Герой Советского Союза капитан 1-го ранга Египко Н. П., командир Таллинского военного порта, и краснофлотец Антоненко. Вместе с «С-5» погиб командир 3-го дивизиона ПЛ капитан 3-го ранга Аверочкин А. К., почти весь штаб 1-й бригады ПЛ, в том числе начальник политотдела Обушенков и 35 членов экипажа подводной лодки.
В советско-финляндскую войну совершила 2 похода:
01.1940-01.1940.
30.01.1940-06.02.1940.
В Великую Отечественную войну — 2 похода:
24.06.1941-10.07.1941.
06.08.1941-24.08.1941.
Побед нет.
