Боевой путь С-5 оборвался в самом начале, она стала одной из двух подводных лодок погибших в трагическом Таллинском прорыве Балтийского флота 28 августа 1941.
С-5 под командованием капитана 3-ранга Александра Бащенко двигалась в надводном положении в составе Главных сил Балтийского флота, за крейсером «Киров» и эсминцами.

Уже пройдя почти все минные линии «Юминды», С-5 столкнулась с плавучей миной, подсеченной идущими впереди тральщиками. Взрыв огромной силы в носовой части лодки переломил корпус, и С-5 быстро погрузилась под воду.

С-5, эта одна из немногих подводных лодок в истории, по которым не известно сколько на борту погибло моряков. Так-как помимо штатного экипажа лодки, на борту С-5 находилось множество офицеров штаба бригады подводных лодок. Часть из них были спасены, но сколько погибло, точно уже не установить.