Приказание о выходе спасателя «Золотой» на оказание помощи подводной лодке было получено непосредственно врио начальника АСС 7-го ВМФ капитаном 1-го ранга Федяевым от начальника штаба 7-го ВМФ контр-адмирала Радионова в 19 часов 17 декабря 1952 года. «Золотой» вышел по назначению через 53 минуты после получения приказания.
Общий сигнал об аварии согласно «Инструкции по оказанию помощи» по главной базе не давался.
По докладу из Корсакова врио начальника АСС инженер-капитана 1-го ранга Федяева от 23 декабря 1952 года в 436-м дивизионе АСС создана специальная судоподъемная группа с необходимыми техсредствами и имуществом, находящаяся в немедленной готовности к выходу на подъем аварийной подводной лодки.
Имеющаяся в 436-м дивизионе поисковая аппаратура М-5 была демонтирована с ремонтируемого большого охотника БО-355 и 21 декабря установлена на тральщике ТЩ-588 29-й дивизии ОВР. Из-за сложной ледовой обстановки выход ТЩ-588 на поиск С-117 не состоялся. Аппаратуру вновь демонтировали и 24 декабря направили самолетом в Корсаков для монтажа на тральщике Южно-Сахалинской военно-морской базы.
В дополнение к проводимым мероприятиям в целях усиления работ по поиску 18 декабря был запрошен начальник АСС 5-го ВМФ о возможности высылки имеющегося там поискового корабля с установкой на нем поисковой аппаратуры М-5. Однако использовать поисковый корабль АСС 5-го ВМФ не удавалось, так как, по сообщению начальника АСС 5-го ВМФ, поисковый корабль имеет штормовое ограничение, аппаратура М-5 не работает.
24 декабря у начальника АСС ВМС инженера вице-адмирала Фролова запрошен дополнительный комплект аппаратуры М-5 и специалист для отправки в Корсаков с целью усиления поисковых работ.
Руководство спасательными работами в районе поиска возглавил врио начальника АСС флота инженер-капитан 1-го ранга Федяев. При нем группа специалистов 1-го АСС флота: главный инженер, водолазный специалист, корабельный инженер и врач-физиолог.
Как же осуществлялся поиск пропавшей подводной лодки? С прибытием первой партии тральщиков ТЩ-524, ТЩ-58 началось обследование металлическими и придонными тралами района, где 15 декабря ЦЛ-27 наблюдал силуэт подводной лодки.
Осмотр западного побережья острова Сахалин от Холмска на север до Томари и на юг проводили армейские части и пограничники.
Кроме этого, до 20 декабря вели поиск эсминец «Верткий», спасатель «Золотой», подводные лодки С-119 и С-120.
21 декабря к ним присоединились три тральщика 29-й дивизии ОВР, Два тральщика 113-й бригады ОВР.
К 22 декабря в район Холмска прибыл спасатель «Тетюхе», а 23 декабря — еще два тральщика 6-го ВМФ.
С воздуха в поиске С-117 участвовали два самолета ПУ-ба, один из Совгавани, один из Корсакова. Указания по поиску были даны и местным рыбакам.
Из воспоминаний бывшего флагмеха 90-й бригады Даниила Фланцбаума: «Командование флотом начало поиск С-117 надводными кораблями, направленными в район ее позиции. Никаких следов ее пребывания или катастрофы (масляные пятна, обломки) не было обнаружено. Были запрошены находящиеся в районе моря транспорты и рыболовные суда. Никто не сообщил о каких-либо контактах с лодкой. В то же время версия о возможном столкновении в условиях плохой видимости была весьма вероятной. С-117, всплывая по ночам для зарядки, очевидно, не включала ходовых огней для приближения условий к боевым. Учитывая, как рыболовные суда передвигаются в поисках рыбных косяков, вероятность вторжения какого-либо из них в район, закрытый на время учений для плавания, была вполне реальной. А масляные пятна, если произошло столкновение, за несколько суток при сильном ветре могло далеко разнести.
В поисковых работах использовались все средства, которыми в то время располагал флот. Однако прибора для обнаружения больших магнитных масс на грунте не было, мы даже пытались срочно его сконструировать на базе судоремонтной мастерской».
Учитывая возможность случайного тарана С-117 каким-либо гражданским судном, 18 декабря были даны указания командиру Южно-Сахалинской военно-морской базы, а 19 декабря передана просьба командованию 5-го ВМФ осмотреть все суда, прибывающие в порты из района Холмска и находившиеся в районе Холмска с 14 по 17 декабря.
Теперь начиная с 19 декабря все суда, прибывающие из района Холмска в Корсаков, Владивосток и Находку, тщательно осматривались водолазами, команды опрашивались, а результаты осмотров и опросов сообщались в штаб 7-го ВМФ.
В течение 19–24 декабря пограничники осмотрели все западное побережье острова Сахалин от мыса Крильон до мыса Яблочный, а солдаты Дальневосточного округа — от мыса Кузнецова до города Чехова. Никаких предметов ПЛ С-117 не обнаружено.