31 июля вышла в Норвежское море для проведения глубоководных испытаний. 4 августа выполнила программу глубоководного погружения. В 12.43 подводная лодка погрузилась на глубину 1000 метров и оставалась там 51 минуту, достигнув максимальной глубины 1027 метров. При всплытии на 800 метрах выполнила прострелку торпедных аппаратов болванками. 7 августа вернулась в пункт базирования. В августе — ноябре 1985 года провела ревизию механизмов на ПО «Севмашпредприятие» в г. Северодвинске. В декабре 1985 года выполнила доковую операцию на СРЗ-10 в г. Полярном и перешла к месту постоянного базирования в губу Лопаткина. В 1986 году в период опытных тактических учений выполнила в Норвежском море испытания аварийной газогенераторной системы всплытия с рабочей глубины 800 метров. С 30 ноября 1986 года по 28 февраля 1987 года выполнила задачи Боевой службы. В июне 1987 года закончена опытная эксплуатация и К-278 принята в эксплуатацию по прямому назначению. В августе-октябре 1987 года выполнила задачи Боевой службы. В период выполнения задач БС, 25 сентября совершила кратковременный заход в пункт базирования для передачи на берег офицера, в связи с обострением у него симптомов сердечной недостаточности. 31 января 1989 года получила наименование «Комсомолец». 28 февраля 1989 года вышла на боевую службу с 604 экипажем под командованием капитана 1 ранга Е.Ванина. Погибла 7 апреля 1989 года при возвращении с Боевой службы в Норвежском море. В результате возникновения пожара в двух смежных отсеках были разрушены системы цистерн главного балласта, через которые произошло затопление лодки забортной водой. Дальнейшая оценка причин катастрофы в различных источниках значительно разнится — руководство ВМФ обвиняло в несовершенстве лодки конструкторов и судостроителей, последние, в свою очередь заявляли о неумелых и порой даже безграмотных действиях экипажа.
7 апреля 1989 года подводная лодка шла на глубине 380 метров со скоростью 8 узлов:
11:00 — в 7-м отсеке возник очаг пожара, истинная причина которого осталась неустановленной. Возможной причиной называлось возгорание электрооборудования.
11:12 — на К-278 была объявлена аварийная тревога, лодка начала всплывать ходом на глубину 50 метров. В силу ряда причин ликвидировать пожар подачей ЛОХ (Лодочная Объёмная Химическая система пожаротушения) не удалось, огонь распространялся, в результате чего в зону пожара попали силовые электрические системы, из-за их повреждения на глубине 150 метров сработала аварийная защита паротурбинной установки и подводная лодка потеряла ход.
Для дальнейшего всплытия была подана команда продуть группу цистерн главного балласта, что в значительной мере послужило кульминационным моментом развития трагедии. Объективные данные говорят о том, что при выполнении этой команды произошёл разрыв трубопровода воздуха высокого давления (ВВД) цистерны главного балласта № 10, расположенной в 7 отсеке, в результате чего в отсек под высоким давлением начал поступать сжатый воздух, что привело к перерастанию локального пожара в объёмный. Из-за резкого возрастания давления воздух, смешанный с продуктами горения начал поступать в цистерну слива масла главной машины, расположенную в соседнем, 6 отсеке, избыточным давлением масло «обратным ходом» было выдавлено в отсек и распылено по оборудованию.
11:16 — К-278 всплыла на поверхность, горели уже два отсека— 6-й и 7-й, произошло задымление 2-го, 3-го и 5-го отсеков, примерно в это же время происходит возгорание пульта в 3-м отсеке и вспышка горючих газов в 5-м.
Уже в надводном положении сработала аварийная защита реактора, произошло отключение основных электрических цепей, питание перешло на аккумуляторную батарею. Была подана команда запустить аварийный дизель-генератор, которую экипаж выполнял в течение двух с лишним часов.
11:37 — был первый раз передан сигнал об аварии. Однако из-за разрушения систем гидравлики в этот момент выдвижные устройства начали опускаться под собственным весом, возможно, в этом заключается причина ненадёжности передачи аварийного сигнала— на берегу он был принят и расшифрован лишь после 8 раза.
12:19 — через разрушенный трубопровод горячий воздух из 7-го отсека поступает в цистерну главного балласта № 10 правого борта, продувает её, что приводит к крену на левый борт. Не выяснив причину образования крена, его пытаются выровнять продуванием противоположных цистерн, что приводит к поступлению в горящие отсеки свежей порции воздуха под давлением. К этому моменту личный состав включён в шланговые дыхательные аппараты, в систему которых попадают продукты горения — личный состав начинает выходить из строя в результате отравления, организовывается работа аварийных партий по выносу пострадавших из отсеков. С опозданием подана команда переключиться в индивидуальные дыхательные аппараты (ИДА), однако в экипаже уже появились первые жертвы.