Заложена 5 февраля 1930 года на заводе №189 в Ленинграде. 6 ноября 1931 года лодка была спущена на воду и 11 октября 1933 года вступила в строй. 14 октября 1933 года подводная лодка "Щ-302" ("Окунь") вошла в состав Морских сил Балтийского моря. В сентябре 1939 года "Щ-302" в составе 14-го дивизиона ПЛ КБФ участвовала в патрулировании Финского залива, а в октябре встала к стенке завода №194 для прохождения капремонта и модернизации. Начало Великой Отечественной войны лодка встретила под командованием капитан-лейтенанта Драченова Петра Никитича в составе учебного дивизиона, где проходила испытания после можернизации и ремонта. В августе 1941 года на "Щ-302" был назначен новый командир, им стал Нечкин Вадим Дмитриевич. 22 сентября 1941 года во время налета немецкой авиации на Кронштадт, лодка получила повреждения прочного корпуса, а 27 сентября столкнулась с тральщиком "ТЩ-53" в результате было разрезано перо кормовых горизонтальных рулей и погнут их баллер. В свой первый боевой выход подводная лодка "Щ-302" отправилась лишь 10 октября 1942 года. Ночью 11 октября "Щ-302" под эскортом канлодки "Москва" и базовых тральщиков достигла Лавенсаари. Однако из-за разбушевавшейся погоды корабли эскорта укрылись в бухте Ногге-Каппельлахт, очевидно, не заметив сигналов "Щ-302", продолжила движение. Больше лодку никто не видел, на связь она так и не вышла и в базу не вернулась. Скорей всего лодка погибла нарвавшись на мину заграждения. 14 октября 1942 года финский самолет "SB-10" заметил большое нефтяное пятно, севернее острова Большой Тютерс и сбросил на него несколько глубинных бомб. Вместе с подводной лодкой "Щ-302" погибло 37 членов экипажа.