นับว่าเป็นวันสำคัญยิ่งอีกวันหนึ่งในประวัติศาสตร์กองทัพเรือ และภายหลังจากที่บริษัทฯ สร้างเรือดำน้ำทั้ง ๔ ลำ เสร็จสมบูรณ์และส่งมอบเรือให้กองทัพเรือแล้ว เรือหลวงมัจฉาณุ เรือหลวงวิรุณ เรือหลวงสินสมุทร และ เรือหลวงพลายชุมพล ได้ออกเดินทางจากประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ ๕ มิถุนายน ๒๔๘๑ และเดินทางถึงประเทศไทย เมื่อวันที่ ๒๙ มิถุนายน ๒๔๘๑ ตามลำพัง โดยปราศจากเรือพี่เลี้ยง ซึ่งยังความประหลาดใจแก่ชาวญี่ปุ่นและชาวอเมริกันเป็นอันมาก เพราะเรือดำน้ำขนาดเล็กเช่นนี้ต่างประเทศย่อมมีเรือพี่เลี้ยงทั้งสิ้น นี้เป็นสัญลักษณ์แสดงถึงความกล้าหาญและความสามารถของกำลังพลประจำเรือดำน้ำของกองทัพเรือ

สำหรับเรือดำน้ำทั้ง ๔ ลำ เรือหลวงมัจฉานุ เรือหลวงวิรุณ เรือหลวงสินสมุทร และเรือหลวงพลายชุมพล เป็นชื่อพระราชทาน เมื่อวันที่ ๓๐ สิงหาคม พ.ศ.๒๔๘๐

เรือหลวงมัจฉาณุ (HTMS Matchanu) หมายเลขเรือ ๑ เป็นชื่อพระราชทาน มาจากชื่อตัวละครในวรรณคดีไทยซึ่งมีอิทธิฤทธิ์ในการดำน้ำ คือ มัจฉานุ จากเรื่องรามเกียรติ์ มี เรือเอกซุ้ย นพคุณ เป็นผู้บังคับการเรือ วางกระดูกงูเมื่อวันที่ ๖ พฤษภาคม พ.ศ. ๒๔๗๙ ปล่อยลงน้ำเมื่อวันที่ ๒๔ ธันวาคม พ.ศ.๒๔๗๙

เรือหลวงวิรุณ (HTMS Wirun) หมายเลขเรือ ๒ เป็นชื่อพระราชทาน มาจากชื่อตัวละครในวรรณคดีไทยซึ่งมีอิทธิฤทธิ์ในการดำน้ำ คือ วิรุณจำบัง จากเรื่องรามเกียรติ์ มี เรือเอกพร เดชดำรง เป็นผู้บังคับการเรือ. วางกระดูกงูเมื่อวันที่ ๖ พฤษภาคม พ.ศ. ๒๔๗๙ ปล่อยลงน้ำเมื่อวันที่ ๒๔ ธันวาคม พ.ศ.๒๔๗๙

เรือหลวงสินสมุทร (HTMS Sinsamut) หมายเลขเรือ ๓ เป็นชื่อพระราชทาน มาจากชื่อตัวละครในวรรณคดีไทยซึ่งมีอิทธิฤทธิ์ในการดำน้ำ คือ สินสมุทร จากเรื่องพระอภัยมณี มี เรือเอกสนอง ธนาคม เป็นผู้บังคับการเรือ วางกระดูกงูเมื่อวันที่ ๑ ตุลาคม พ.ศ.๒๔๗๙ ปล่อยลงน้ำเมื่อวันที่ ๑๔ พฤษภาคม พ.ศ.๒๔๘๐

เรือหลวงพลายชุมพล (HTMS Phlai-chumphon) หมายเลขเรือ ๔ เป็นชื่อพระราชทานมาจากชื่อตัวละครในวรรณคดีไทยซึ่งมีอิทธิฤทธิ์ในการดำน้ำ คือ พลายชุมพล จากเรื่องขุนช้างขุนแผน มี เรือเอก สาคร จันทประสิทธิ์ เป็นผู้บังคับการเรือ วางกระดูกงูเมื่อวันที่ ๑ ตุลาคม พ.ศ. ๒๔๗๙ ปล่อยลงน้ำเมื่อวันที่ ๑๔ พฤษภาคม พ.ศ.๒๔๘๐

เรือหลวงมัจฉาณุ และเรือหลวงวิรุณ ประกอบแล้วเสร็จสมบูรณ์ เมื่อวันที่ ๔ กันยายน พ.ศ.๒๔๘๐ ทางบริษัทมิตซูบิชิได้จัดพิธีส่งมอบให้เป็นกรรมสิทธิของกองทัพเรือไทย และนำลูกเรือเข้าประจำเรือ

เรือดำน้ำของไทยทั้งสี่ลำ เดินทางออกจากเมืองโกเบ ประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ ๕ มิถุนายน พ.ศ.๒๔๘๑ ถึงกรุงเทพเมื่อวันที่ ๒๙ มิถุนายน พ.ศ.๒๔๘๑ เข้าประจำการเมื่อวันที่ ๑๙ กรกฎาคม พ.ศ.๒๔๘๑ ได้ออกปฏิบัติการในสงครามอินโดจีนกับฝรั่งเศส และสงครามโลกครั้งที่สอง เมื่อวันที่ ๓๐ พฤศจิกายน ๒๔๙๔ ซึ่งในระหว่างประจำการ มีการปฏิบัติงานระหว่างสงครามที่สำคัญที่ต้องจารึกไว้ คือ เมื่อครั้งกรณีพิพาทอินโดจีน-ฝรั่งเศส หลังจาก เรือหลวงธนบุรี และเรือตอร์ปิโดถูกเรือฝรั่งเศส ยิงจมแล้ว เรือหลวงมัจฉาณุ เรือหลวงวิรุณ เรือหลวงสินสมุทร และเรือหลวงพลายชุมพล ได้ไปลาดตระเวนเป็น ๔ แนว อยู่หน้าบริเวณฐานทัพเรือเรียม ใช้เวลาดำอยู่ใต้น้ำทั้งสิ้นลำละ ๑๒ ชั่วโมง ในเวลากลางวัน ส่วนกลางคืนแล่นลาดตระเวนบนผิวน้ำ นับเป็นปฏิบัติการดำที่นานที่สุดที่เคยดำมา ซึ่งยังปรากฏจากหลักฐานของฝ่ายฝรั่งเศสในการรบที่เกาะช้างว่าฝรั่งเศสมีความหวั่นเกรงเรือดำน้ำทั้ง ๔ ลำของไทยมาก แต่เพื่อผลของการยุทธ จึงได้ตัดสินใจเลี่ยงเข้ามาปฏิบัติการในอ่าวไทย โดยกำหนดแผนการปฏิบัติเป็นช่วงระยะเวลาสั้นมาก เมื่อปฏิบัติการเสร็จก็รีบถอนตัวกลับทันที เพราะเกรงว่าจะถูกต่อตีด้วยเรือดำน้ำ

เรือดำน้ำทั้ง ๔ ลำ ปลดประจำการเมื่อวันที่ ๓๐ พฤศจิกายน พ.ศ.๒๔๙๔ พร้อมกัน เนื่องจากขาดแคลนชิ้นส่วนอะไหล่ หลังจากญี่ปุ่นพ่ายแพ้สงครามโลก และไม่ได้รับอนุญาตให้ผลิตอาวุธยุทโธปกรณ์

โรงงานแบตเตอรีของไทยที่ตั้งขึ้นก็ไม่สามารถผลิตแบตเตอรีสำหรับใช้ประจำเรือได้ ประกอบกับเหตุการณ์กบฏแมนฮัตตัน เมื่อวันที่ ๒๙ มิถุนายน พ.ศ.๒๔๙๔ ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างขนานใหญ่ในกองทัพเรือ มีคำสั่งยุบหมวดเรือดำน้ำ โอนย้ายไปรวมกับหมวดเรือตรวจฝั่งที่ตั้งขึ้น ซึ่งเรือดำน้ำทั้ง ๔ ลำ ได้รับใช้ราชการในกองทัพเรือเป็นเวลากว่า ๑๔ ปีเต็ม

ภายหลังปลดประจำการ เรือทั้ง ๔ ลำ ได้นำมาจอดเทียบกันที่ ท่าเรือในแม่น้ำเจ้าพระยา ใกล้กับโรงพยาบาลศิริราช ต่อมาได้มีการขายเรือให้กับบริษัทปูนซีเมนต์ไทย เพื่อทำการศึกษาและ Reverse engineering คงเหลือแต่หอบังคับการ อาวุธปืน และกล้องส่อง ทางกองทัพเรือ ได้นำมาจัดสร้างสะพานเรือจำลอง จัดแสดงที่พิพิธภัณฑ์ทหารเรือ หน้าโรงเรียนนายเรือ และที่ป้อมพระจุลจอมเกล้า จังหวัดสมุทรปราการ