Участвовала в советско-финляндской войне под командованием капитан-лейтенанта Кульбакина Василия Федоровича в составе 16-го дивизиона бригады ПЛ КБФ в Либаве. В январе 1940 года подводная лодка несла дозор у Либавы.
22 июня 1941 года «С-6» встретила под командованием капитан-лейтенанта Кульбакина Василия Федоровича в составе 1-го дивизиона 1-й бригады ПЛ КБФ в Усть-Двинске.
23 июня 1941 года лодка вышла на позицию в Померанской бухте (позиция № 1). Противника обнаружить не удалось, и «С-6» стала возвращаться на базу. Днем 9 июля подводная лодка прибыла в бухту Кихелькона (северо-западное побережье острова Сааремаа), где встала для ожидания эскорта для перехода в Таллин. Командир, считая себя в безопасности, разрешил купание личного состава. В 13.25 лодку внезапно атаковал бомбардировщик Ju-88. Две 250-кг бомбы разорвались в 100 м от лодки. Самолет сделал еще три захода, обстреливая подводную лодку из пулеметов. В результате авианалета «С-6» получила незначительные повреждения, однако среди личного состава погибло три и ранено семь человек, в том числе командир (тяжело) и военком (легко). В командование кораблем вступил находившийся на борту «С-6» дивизионный штурман старший лейтенант А. И. Ильин. На переходе в Триги подводная лодка вновь подверглась авианалету. Уклонившись от атаки погружением, подводная лодка отстала от сопровождавшего ее эскорта и вскоре была атакована своими сторожевыми катерами. В дополнение ко всем злоключениям в ночь на 11 июля «С-6» была обстреляна нашей береговой батареей с мыса Пангенук. Днем 11 июля подводная лодка была встречена катерами и сопровождена в бухту Триги, куда прибыла в ночь на 12 июля. Вскоре «С-6» перешла в Таллин, а затем убыла в Кронштадт. Вместо раненого Кульбакина командиром «С-6» был назначен капитан-лейтенант Кулыгин Николай Николаевич.
В ночь на 6 августа 1941 года лодка вышла из Таллина в свой последний поход в район между островами Борнхольм и Карлскроной (позиция № 2). На базу она не вернулась и на связь не выходила. Может быть, «С-6» погибла на мине в Финском заливе или потоплена авиацией 30 августа 1941 года в бухте Тагалахт (на западном побережье острова Сааремаа). Возможной причиной гибели подводной лодки могла стать также ошибка личного состава (вновь назначенный командиром на «С-6» капитан-лейтенант Кулыгин ранее командовал «малютками»). На борту «С-6» в ее последнем походе было 49 человек.
В советско-финляндскую войну 1 боевой поход:
