Днем 5 июля в районе косы Курише-Нерунг (Куршская коса) «Щ-320» произвела атаку конвоя. Торпеда попала в танкер «Анна Катрин Фритцен» в 677 брт., и он пошел ко дну. Четыре часа германские корабли 3-й флотилии СКР безуспешно сбрасывали глубинные бомбы в месте предполагаемого нахождения «Щ-320». Подводная лодка ушла, не получив повреждений.
Днем 16 июля у мыса Акменрагс подводная лодка попыталась увеличить счет, выпустив с дистанции 10 кбт две торпеды по германскому судну «Гудрун». Транспорт заметил следы торпед и увернулся. Торпеды взорвались на мелководье, а командир «Щ-320», осмотревшись в перископ, увидел тонущий транспорт. Противник сбросил на безопасном расстоянии от подводной лодки 8 глубинных бомб.
17 и 18 июля подводная лодка отходила к Готланду для перезарядки торпедных аппаратов и доливки дистиллированной воды в аккумуляторы, а на следующий день «Щ-320» вышла на коммуникации противника Мемель — Брюстерорт. К 20 июля на «Щ-320» начали подходить к концу запасы продовольствия и топлива, и ей пришлось возвращаться на базу. 24 июля подводная лодка приступила к форсированию Финского залива и днем 27 июля самостоятельно вошла на рейд Лавенсари.
По итогам похода на счет «Щ-320» было засчитано потопление трех транспортов противника (6000 тонн и два по 8000 тонн). Весь экипаж подводной лодки был отмечен орденами и медалями. Командир «Щ-320» И. М. Вишневский награжден орденом Ленина. 23 октября 1942 года Указом Президиума Верховного Совета СССР подводная лодка «Щ-320» была награждена орденом Красного Знамени.
О том, что их корабль стал Краснознаменным, ни командир, ни экипаж подводной лодки так и не узнали. 1 октября 1942 года «Щ-320» вышла на позицию в район к западу от острова Борнхольм (позиция № 1). В течение похода «Щ-320» на связь так и не вышла, и дальнейшая ее судьба неизвестна. Предположительно, подводная лодка погибла 3-10 октября 1942 года на мине. Некоторые источники указывают, что «Щ-320» подорвалась на плавающей мине в районе зарядки аккумуляторов к северо-западу от острова Вайндло 3 октября 1942 года. Возможно, что субмарину потопили германские корабли ПЛО вечером 3 октября у острова Гогланд (вышедшая одновременно с «Щ-320» подводная лодка «Щ-303» слышала в этом направлении взрывы глубинных бомб). Иногда указывается, что подводная лодка стала жертвой торпеды финской подводной лодки «Ику Турсо» в районе о-ва Утё 27 октября 1942 года, что не соответствует действительности. На «Щ-320» погибло 37 человек.
В советско-финляндскую войну 2 боевых похода:
29.11.1939-08.12.1939.
09.01.1940-23.01.1940.
В Великую Отечественную войну 4 боевых похода:
03.08.1941-18.08.1941.
20.09.1941-25.10.1941.
13.06.1942-28.07.1942.
01.10.1942 — из похода не вернулась.
4 торпедные атаки (выпущено 7 торпед). В результате потоплен танкер «Анна Катрин Фритцен» (677 брт., 05.07. 1942). По официальным данным советской стороны, «Щ-320» потоплено 3 судна противника суммарным водоизмещением 10 095 брт.
Щ-322 X СЕРИЯ
Заложена 31 декабря 1934 года на заводе № 112 (Красное Сормово) в Горьком (ныне Нижний Новгород) под строительным номером 550/6. 10 апреля 1935 года подводная лодка спущена на воду. 3 ноября 1936 года «Щ-322» вступила в строй и на следующий день вошла в состав Краснознаменного Балтийского флота.
Начало советско-финляндской войны подводная лодка встретила под командованием старшего лейтенанта Полещук Владимира Антоновича в составе 22-го дивизиона 2-й бригады ПЛ в Таллине.
Уже вечером 29 ноября 1939 года «Щ-322» вышла в назначенный район южнее Хельсинки (позиция № 2). Нужно отметить, что из пяти позиций, нарезанных в Финском заливе, четыре обслуживали подводные лодки типа «М», и только на подходы к столице Финляндии командование КБФ выделило более крупный корабль. Все светлое время суток «Щ-322» вела патрулирование, и только ночью для зарядки батарей подводная лодка отходила к эстонскому побережью. Утром 2 декабря «Щ-322» прервала поход и вернулась на базу. Отзыв с позиции «Щ-322» связан с визитом в Хельсинки германского парохода «Донау», на котором 5 декабря в Таллин прибыли советский посол в Финляндии и персонал посольства. Опасаясь возможных инцидентов с «Донау», штаб КБФ вернул на базу и «малютки», дежурившие в Финском заливе.
8 декабря Советский Союз объявил о блокаде побережья Финляндии. Из пяти позиций подводных лодок в Финском заливе в зоне блокады находились только две: № 4 у Юсеаре и № 5 у маяка Бенгтшер. Подводным лодкам, занимающим эти районы, предписывалось вести неограниченную подводную войну. Находящиеся вне зоны блокады субмарины обязаны были действовать по призовому праву. «Щ-322», вышедшей 8 декабря на позицию № 2, границы зоны блокады по вине связистов были переданы с искажениями и включали район действий лодки в блокадную зону. (Ошибка была допущена при передаче радиограммы Военного совета КБФ на имя заместителя командующего КБФ капитана 1-го ранга Алафузова из Кронштадта в Таллин.) Командир «Щ-322» Полещук, получивший приказ действовать против транспортов любых наций решительно и смело, уже вечером первых суток похода пытался атаковать на подходах к Хельсинки неизвестное судно. Из-за невыгодного курсового угла командир решил уничтожить транспорт артогнем, но так как орудия подводной лодки обмерзли и не были готовы к немедленному действию, атака сорвалась, и судну удалось уйти. В ночь на 9 декабря подводная лодка остановила германский транспорт «Бремен». После того, как судно было опознано, его отпустили. Весь день 9-го и ночь 10 декабря в районе действия «Щ-322» стоял густой туман, видимость не превышала 5 кбт. Подводная лодка вынуждена была значительное время пролежать на грунте. Днем 10 декабря туман рассеялся, но ввиду того, что финские маяки не горели, «Щ-322» вынуждена была для определения своего места вернуться к южному берегу Финского залива. Около 22 часов с подводной лодки был замечен транспорт, шедший в западном направлении. Лодка начала сближение. Через 20 минут с «Щ-322» потребовали у транспорта застопорить ход. Судно не ответило и, по данным советской стороны, прибавило ход. Подозрения подводников в том, что транспорт принадлежит противнику, усилились, когда шедшее встречным курсом немецкое судно сделало запрос о пути следования, национальности и названии беглеца, но не получило ответа. Погоня продолжалась более часа. Наконец «Щ-322» обогнала судно и, развернувшись, выпустила по нему торпеду. Судно быстро затонуло. Спасшихся не было. Спустя неделю эстонские рыбаки обнаружили тела моряков и обломки с германского парохода «Рейнбек» в 2804 брт. Советская сторона заявила об уничтожении шведского судна водоизмещением в 10 000 т с грузом финской целлюлозы.