Когда мимо «Щ-301» прошёл первый конвой, в составе которого были три подводные лодки, Грачёв запросил разрешения пристроиться к ним. Но снова не получил ответа.
Так же молча мимо него прошли 2-й и 4-й конвои.
И только когда он запросил 3-й конвой, с канонерской лодки «Амгунь» ответили «добро», разрешив пристроиться в хвост колонны, где шли катера МО-301 и МО-302.
Третий конвой долгое время шёл практически без всяких происшествий вслед за четырьмя парами тихоходных тральщиков. Уже после 18:00 над транспортами появилась «рама» и, покружившись минут десять, ушла в сторону южного берега залива. Позже, о чём было объявлено сигналом с «Амгуни», тральщики начали подсекать мины и расстреливать их.
Колонна стопорила ход. Затем «Амгунь» и «Урал» снова выстраивали потерявшие строй транспорты в подобие кильватерной колонны и конвой медленно двигался дальше на восток. Небо было ясным, почти безоблачным. Ещё тёплое августовское солнце светило в корму кораблей.
Капитан-лейтенант Грачёв не слышал взрыва. Лодку подбросило и, чтобы удержаться на ногах, Грачёв ухватился руками за кронштейны, на которых крепился котелок рубочного компаса. Стоявшего рядом с ним вахтенного сигнальщика выбросило взрывом за борт.
Мина взорвалась в кормовой части лодки, убив всех находящихся в кормовом торпедном отсеке. Корма оказалась развороченной. Гребные валы со срезанными лопастями винтов загнулись кверху. Из разрушенных аппаратов торчали торпеды, каким-то чудом не детонировавшие.
Командир БЧ-5 инженер капитан-лейтенант Тильзо, находившийся в момент взрыва на центральном посту, решительными действиями предотвратил панику и организовал борьбу за живучесть, объявив аварийную тревогу. Осмотрев повреждения с палубы, Грачёв спустился внутрь лодки. Положение было безнадёжным. Взрывом содрало задрайки водонепроницаемого люка, ведущего из кормового торпедного отсека в дизельный. Погнутые валы лишили лодку хода и она медленно погружалась с увеличивающимся дифферентом на корму.
Убедившись в безнадёжности положения, капитан-лейтенант Грачёв приказал экипажу покинуть лодку. «Щ-301» всего через две минуты после того, как подводники попрыгали за борт (спасательные плотики снесло взрывом), приняв почти вертикальное положение, затонула.
К счастью, вскоре подошедший катер МО вытащил из воды капитан-лейтенанта Грачёва и 14 человек экипажа «Щ-301». Недоставало 22 моряков.
Пока морской охотник занимался спасением подводников, конвой ушёл за горизонт. Командир катера полным ходом пошёл вдогонку, но вместо 3-го конвоя догнал 1-й. В конце поредевшей колонны транспортов ковыляла подбитая «Вирония» на буксире спасательного судна «Сатурн». На неё и был пересажен капитан-лейтенант Грачёв с остатками экипажа погибшей подводной лодки «Щ-301».
19:55
Начальник походного штаба командующего флотом капитана 1-го ранга Питерский систематически докладывал адмиралу Трибуцу о потерях в различных отрядах и конвоях. На «Кирове» ещё пытались осуществлять какое-то управление прорывом, хотя в действительности перешли на фиксацию совершившихся фактов. И то потому, что командиры конвоев ещё имели возможность докладывать о случившемся.
В 19:20 пришло сообщение о гибели плав-маяка-брандвахты тыла КБФ «Восток», видимо, от подрыва на мине.
Затем в 19:45 пришёл доклад о гибели подводной лодки «Щ-301» то ли от мины, то ли от попадания торпеды.
В 19:55 сообщили о гибели на мине тральщика №56 «Барометр», а через 10 минут — о гибели тральщика №42.
Адмирал молча слушал доклады, кивая головой. Молчал и стоявший рядом контр-адмирал Дрозд.
Из состояния задумчивости адмиралов вывел грохнувший впереди взрыв, затем другой. В голове отряда взметнулись высокие столбы воды. Одновременно на идущем впереди «Сметливом» тревожно загудел ревун и к рее взлетел флаг: «Вижу плавающую мину».
— Что там такое? — нервно спросил адмирал Дрозд.
— Взрывы мин в тралах головных тральщиков, товарищ адмирал, — доложил старшина вахтенной группы сигнальщиков.