Ветер и волна шли от северо-востока, то есть в сторону берега. Учитывая это, помощник командира старший лейтенант Олег Бриллиантов предложил отдать жвака-галс якорной цепи. По его мнению, освободившись от якоря, лодка могла свободно дрейфовать к острову Вимси, что давало какой-то шанс на спасение. Однако это предложение командиром лодки и комдивом было сразу отвергнуто. Понять их было можно, так как неизвестно, к каким последствиям мог привести дрейф обесточенной, а значит, и абсолютно беспомощной лодки в штормовых условиях. К тому же, находясь рядом с Таллинской военно-морской базой, комдив с командиром все еще рассчитывали на помощь флота и сомневались, что, выбросив на штормовой берег лодку, они будут правильно поняты начальством. Тем более что на подходе к нам были уже видны силуэты базового тральщика и подводной лодки 613-го проекта.
При выходе из лодки в ограждении рубки личный состав снимал аппараты ИДА и засовывал их между выдвижными устройствами, поскольку негде было размещаться людям. Да никому в голову, видимо, не приходила мысль о том, что подводная лодка утонет, а ведь аппарат ИДА можно использовать в качестве средства спасения, надув дыхательный мешок.
А в это время в неконтролируемых отсеках продолжал бушевать пожар, поддерживаемый подачей воздуха высокого давления и кислорода, видимо, через прогоревшие сальники забортных устройств и газоотводы вода стала поступать внутрь прочного корпуса. Между тем корма лодки постепенно уходила под воду. Можно предположить, что, поскольку кингстоны кормовой группы цистерн главного балласта оставались открытыми, а лодку сильно раскачивало, вода заполняла цистерны и лодка теряла запас плавучести. Через открытые забортные отверстия, в основном, через газоотвод дизеля 32Д и через дыры выгоревших сальников на прочном корпусе вода поступала внутрь корпуса, затапливая кормовые отсеки. Из-за сильной качки и задымленности в отсеках, и темноты вахтенный в центральном посту своевременно не увидел изменения показаний дифферентометра, показывающею увеличение дифферента на корму.
В 18 часов 44 минуты подводная лодка М-256 с большим дифферентом на корму, почти встав «на попа», в течение 10–15 секунд затонула в широте 59°34,72
Все произошло настолько неожиданно и стремительно, что разумной и быстрой помощи личному составу затонувшей лодки окружающие корабли не смогли оказать. Такое внезапное катастрофическое развитие ситуации явилось результатом потери продольной остойчивости и плавучести, когда она поначалу незаметно теряется, а потом наступает критический момент, подводная лодка в считаные секунды становится вертикально и в силу отрицательной плавучести камнем идет на дно…
Из воспоминаний контр-адмирала в отставке Г. Г. Костева: «Уже после гибели М-256 в Кронштадте я случайно встретил одного из оставшихся в живых матросов. Он рассказал, что когда личный состав “малютки” вышел наверх, то дивизионный штурман Юра Мингулин из-за тесноты забрался внутрь рамки радиопеленгатора. Когда же лодка резко завалилась на корму и начала стремительно погружаться, люди буквально посыпались за борт, матрос успел увидеть, что Юра не мог выбраться из рамки и громко кричал. Под воду он ушел вместе с лодкой…»
В воду с кораблей летели спасательные круги, плотики, но все это подхватывалось штормовыми волнами и уносилось. К сожалению, спасти удалось далеко не всех. Бездействовал лишь эскадренный миноносец «Стойкий» со своими катерами, шлюпками, которых он так и не спустил на воду для спасения людей.
Из хроники трагедии: «Через 3 часа 48 минут после всплытия в надводное положение, в 18 часов 48 минут, потеряв часть плавучести и продольную остойчивость, подводная лодка М-256 с большим дифферентом на корму быстро пошла ко дну. Моряки, находившиеся на мостике и сидевшие на ограждении выдвижных устройств, успели броситься за борт. Все остальные погибли, так и не успев выбраться наружу, в том числе: дивизионный штурман Ю. С. Мингулин, фельдшер И. С. Сидоренко, швартовная команда во главе с командиром минно-торпедной боевой части В. И. Розановым. Что касается командира лодки капитана 3-го ранга Ю. С. Вавакина, то, скорее всего, он сознательно остался на своей погибающей лодке. Шторм, волны, холодная осенняя вода усугубляли положение плавающих в море. Брошенные с кораблей спасательные средства уносило ветром и волной. Тяжелые волны накрывали тех, кто держался за эти средства».