Преодолев 5000 миль, прорвавшись через целый ряд минных заграждений и зон действия германского флота, лодка благополучно дошла до пункта назначения. После ремонта и отдыха личного состава, лодка стала выходить в Баренцево море для несения дозорной службы и освоения морей Арктического бассейна.

5 августа 1933 года корабли, прибывшие на Север в первом эшелоне, в кильватерной колонне вошли в Кольский залив и стали на якоря на Мурманском рейде.

В октябре этого же года в составе Северной флотилии был сформирован отдельный дивизион подводных лодок. В состав которого вошли 3 первые подводные лодки: «Д-1», «Д-2» и «Д-3». «Д-3» пришла из Ленинграда во втором эшелоне боевых кораблей.

В ноябре вновь сформированный дивизион передислоцировался в новую, хорошо оборудованную военно-морскую базу - Полярный. 11 мая 1937 г. Северная флотилия была преобразована в Северный флот.

Подводные лодки, как и другие корабли Северного флота, начали интенсивное освоение морского театра, практическую отработку задач боевой подготовки. Капитан 3 ранга М. Н. Попов, сменивший К. Н. Грибоедова в должности командира «Д-3», писал впоследствии:

«Мы, подводники весь театр излазили на подлодках, знали его хорошо, как можно его узнать только при очень серьезной и энергичной работе. Военные корабли здесь по серьезному не плавали никогда. Опыта не было, штормы, туманы, снежные заряды Ледовитого океана без всякого преувеличения - свирепы. А мы совершали на Севере такие продолжительные автономные плавания, каких не совершала ни одна подлодка других стран». Конечно, Попов имел в виду не вообще длительность плавания, а длительность и дальность плавания именно в Арктических морях.