Начало Советско-финской войны М-77 встретила под командованием старшего лейтенанта А.Е.Чемоданова в составе 23-го дивизиона 3-й Бригады ПЛ КБФ в Ораниенбауме. Учитывая отсутствие резерва подводных лодок в западных базах, что сильно усложнило вопрос о замене подводных лодок, покинувших позицию вследствие полученных повреждений, командование приняло решение о перебазировании 23-го дивизиона в Пальдиски. 5 декабря 1939 года М-77 пришла в новую базу. В ночь на 8 декабря подводная лодка вышла в район Юссаре, но, спустя несколько часов, вынуждена была вернуться – было необходимо снять часть твердого балласта, так как при полностью продутой уравнительной цистерне подводная лодка имела отрицательную плавучесть. Сняв балласт, в ночь на 10 декабря М-77 вышла на позицию. После безуспешного патрулирования подводная лодка вечером 11 декабря начала возвращение в базу, где прошла навигационный ремонт.
Второй поход состоялся 17 декабря. М-77 патрулировала район Калбодагрунда. На следующий день у маяка Сэдершер подводная лодка попала в шторм. Из-за значительных кренов был пролит электролит, и 19 декабря М-77 вынуждена была вернуться в базу. В конце декабря подводная лодка совершила еще один безрезультатный выход в район Юссаре. 7 января 1940 года М-77 вышла в район Калбоденгрунда. В этот день на позиции стоял густой туман, и появился крупнобитый лед. Днем М-77 была атакована финским самолетом «Bristol-Buldog». Подводная лодка не смогла открыть огонь, так как 45-мм орудие было не готово к стрельбе (под влиянием мороза сгустилась смазка). По самолету был открыт редкий одиночный огонь из пулемета, так как пулеметный сальник обмерз и заедал. Противник кружил над подводной лодкой в течение 20 минут, обстреливая корабль из пулемета, а затем сбросил бомбу, взорвавшуюся в 100 метрах за кормой. Все это время подводная лодка уклонялась от атаки, маневрировала по кривой, описывая петли. Только через 22 минуты орудие было отогрето и подводники, открыв огонь, отогнали самолет (всего было выпущено пять 45-мм снарядов и 20 пуль). 8 января подводная лодка прибыла в Пальдиски.
22 июня 1941 года М-77 встретила под командованием старшего лейтенанта Н.А.Хлюпина в составе 4-го дивизиона 1-й Бригады ПЛ КБФ в Либаве. В этот же день в виду угрозы захвата Либавы М-77 в паре с М-78 начали переход в Усть-Двинск. Утром 23 июня подводные лодки подверглись атаке немецких самолетов и дальнейший путь продолжили в подводном положении, поддерживая контакт по звукопроводной связи. Спустя три часа батареи подводной лодки разрядились, и М-78 всплыла и погибла от торпед подводной лодки U144. На М-77 услышали взрывы и поняли их значение. Все же подводной лодке пришлось всплыть и остаток пути пройти под дизелем. М-77 прибыла в Усть-Двинск в 00.00 часов 24 июня.
15 июля 1941 года подводная лодка впервые вышла на позицию в район Пярну. В походе командир лодки был пассивен, и по результатам Боевого выхода его отстранили от должности. Новым командиром М-77 1 сентября 1941 года назначен капитан-лейтенант Л.Н.Костылев, ранее командовавший М-71, которая была взорвана в Либаве. Под его командованием М-77 совершила еще один поход, после чего подводная лодка встала на ремонт. 18 июля при стоянке в Ленинграде М-77 получила повреждения от близкоразорвавшихся снарядов – осколками пробило легкий корпус в кормовой оконечности и цистерну №-3, но это не помешало подводной лодке в сентябре 1942 года совершить Боевой поход в район Соммерса, – единственный выход М-77 в этом году. 14 сентября 1942 года, находясь у острова Хапасари, подводная лодка была обстреляна артиллерией противника и уклонилась погружением.
В мае 1943 года командиром М-77 стал капитан-лейтенант И.М.Татаринов, а подводную лодку стали готовить к перебазированию в Ладожское озеро. 25 июня 1943 года М-77 зачислена в состав Ладожской военной флотилии. Вскоре подводная лодка по железной дороге перевезена в бухту Гольсмана и спущена на воду. После восстановительного ремонта в Новой Ладоге М-77 была введена в строй. Совершив два похода на Боевую подготовку в июле 1943, она приступила к выполнению Боевых задач. В августе-сентябре 1943 года подводная лодка три раза выходила к северному побережью озера для поиска кораблей противника, однако целей не обнаружила. В октябре-ноябре М-77 использовали для высадки диверсионных групп на побережье противника, а также навигационного обеспечения десанта в бухте Мусталахти 12 октября 1943 года.