С 12 декабря 1961 года по 2 октября 1962 года подводная лодка была модернизирована по проекту 613В. На подводной лодке усилили РЭВ и увеличили дальность плавания благодаря переоборудованию двух ЦГБ в топливно-балластные цистерны под номерами 2 и 6. Также была установлена система водяного охлаждения аккумуляторной батареи.
В июне 1963 года С-178 переформирована в состав 72-й ОБрСРПЛ ТОФ с базированием на п. Болыпой Камень (Приморский край), а в мае 1966 года зачислена в состав 126-й Бригады подводных лодок 6-й Эскадры подводных лодок Краснознаменного Тихоокеанского флота с базированием на бухту Северная залива Владимир (и. Ракушка). В 1968 году С-178 выполнила задачи Боевой службы в Японском море, в 1970 году – в Филиппинском море, в 1976 году – в Восточно-Китайском и Желтом морях. В 1979 году подводная лодка выполнила задачи Боевого дежурства.
21 октября 1981 года С-178 возвращалась в базу после двухдневного выхода в море для глубоководного погружения и замеров шумности. Подводная лодка двигалась в надводном положении со скоростью девять узлов. Волнение моря достигало двух баллов, качество видимости было отличным в ночных условиях. Для удобства работы дизелистов и электриков переборка между отсеками была раздраена. В тот момент начинался ужин, поэтому были открыты переборочные двери между 4 и 5-м отсеками.
В 19:30 по Хабаровскому времени в 13 кабельтовых от острова Скрыплева С-178 получила «Добро!» на вход в бухту Золотой Рог, а чтобы сократить время хода, маршрут был проложен через полигон Боевой подготовки. Немного ранее оперативный дежурный ОВР Приморской флотилии дал разрешение теплоходу РФС-13 «Рефрижератор-13» на выход из бухты, и эта информация не была своевременно передана С-178. Старпом РФС-13, желая поскорее покинуть бухту, выключил ходовые огни, самостоятельно сменил курс и оказался на том же полигоне Тихоокеанского флота, в который вошла подводная лодка С-178.
В 19.30 вахтенные теплохода заметили огни встречного судна, которое они приняли за рыболовецкий траулер. Параллельно старпом получил сообщение на экране радара об отметке цели. Пеленг на встречное судно не менялся, и они стремительно сближались. Акустик доложил об обнаружении встречного судна, однако, никто фактически не принял его заявление всерьёз. Траулер обязан был уступать дорогу подводной лодке согласно правилам плавания в порту Владивостока, однако управляющий РФС-13 старпом не сделал этого по неизвестным до сих пор причинам. Огни траулера с мостика подлодки заметили слишком поздно. Командир успел только отдать приказ «Право на борт! Сигнальщику осветить встречное судно».
В 19.45 «Рефрижератор-13» со скоростью восемь узлов по курсу 20–30 градусов протаранил подводную лодку и ударил её в левый борт в районе 6-го отсека. За 15 секунд отсек был затоплен – забортная вода ворвалась сквозь пробоину площадью около 6 м2
. С-178 получила сильный динамический крен, и все стоявшие в ограждении рубки подводники упали в воду. Спустя двадцать секунд после столкновения подводная лодка, приняв в корпус около 130 тонн воды ушла под воду и затонула на глубине 32 метра с креном 32 градуса на правый борт.Загерметизироваться в 4-м, 5-м и 6-м отсеках подводники не успели и восемнадцать моряков погибло в течение полутора минут. Четверо подводников загерметизировались в седьмом, оставшиеся в живых члены экипажа загерметизировались в 1-м и 2-м отсеках, поскольку за полчаса был затоплен центральный пост.
Фильтрация воды в 7-й отсек составляла до 15 тонн в час, и начальник штаба бригады
В.Каравеков приказал покинуть отсек и выбраться на поверхность, однако моряки не смогли открыть крышку верхнего люка.
Выбраться через кормовые торпедные аппараты не удалось, а через четыре часа связь с отсеком прекратилась. В носовых отсеках на 26 оставшихся в живых подводников было всего 20 комплектов ИСП-60 для выхода на поверхность.
РФС-13 поднял из воды 7 подводников из 11, после чего сообщил в 19.57 об аварии.
В 20.15 дежурный ОВР объявил тревогу поисковым силам и спасательному отряду.
К месту аварии вышли спасательные суда «Жигули», «Машук» и спасательная подводная лодка БС-486 («Комсомолец Узбекистана») проекта 940. После объявления сигнала тревоги БС-486 вышла к месту катастрофы лишь через три с половиной часа в неисправном состоянии. Эти неисправности были такими, что сама БС-486 во время проведения операции по спасению подводников С-178 едва не осталась на грунте. Об этих неисправностях в то время никто не осмелился доложить по команде, а в настоящее время эта причина всячески замалчивается. В 21.00 с борта РФС-13 был обнаружен спасательный буй С-178, а через 50 минут спасательные корабли подошли к месту аварии. Руководил спасательными работами начальник штаба ТОФ вице-адмирал Р.Голосов.