Після вступу Італії у Другу світову війну в червні 1940 року «Леонардо да Вінчі» був відправлений до Бордо в окупованій Франції для подальшого проходження служби в італійській флотилії підводних човнів, на базі BETASOM. У жовтні 1940 року човен прибув до визначеного пункту дислокації, після успішного транзиту через Гібралтарську протоку, найнебезпечнішого місця для проходження підводних човнів Осі.
«Леонардо да Вінчі» здійснив 11 бойових походів, потопивши 17 суден (120 243 GRT), до складу яких входив 21 500-тонний канадський океанський лайнер«Імператриця Канади»[1]. «Леонардо да Вінчі» був найуспішнішим підводним човном Італії в Другій світовій війні, а його командиркапітан корветаДжанфранко Гаццана Пріароджа, найрезультативніший італійський підводник часів війни.
У липні 1942 року «Леонардо да Вінчі» був визначений для спеціальної операції, що мала за мету проведення нальотів на морські гавані на східному узбережжі США. З цією метою човен був перетворений на носій надмалихпідводних човнів типу «CA», а восени провів випробування з новою зброєю. Однак операція затягнулася через необхідність модифікацій човнів CA і «Леонардо да Вінчі» повернувся до підводної війни в Атлантиці.
16 березня італійська флотилія ПЧ приєдналася до організованої командуванням Крігсмаріне операції «Нойланд». П'ять італійських підводних човнів діяли переважно на атлантичних підходах до Малих Антильських островів. «Франческо Морозіні» потопив Stangarth, Oscilla і Peder Bogen. ПЧ «Енріко Таццолі» знищив Cygnet і нафтовий танкер Athelqueen. «Джезеппе Фінчі» торпедував Skane, Melpomere і Charles Racine. «Леонардо да Вінчі» — Everasma і нейтральний бразильський Cabadelo. «Луїджі Тореллі» потопив Scottish Star і Esso Copenhagen.
23 травня1943 року, після завершення свого найрезультативнішого походу в Атлантичний океан, італійський підводний човен необачно повідомив командування до наближення до Бордо. Радіоповідомлення було запеленговано ескортними кораблями союзних конвоїв WS 30 та KMF 15 і на перехоплення ворожого човна вирушили протичовнові сили. В Біскайській затоці західніше Віго після інтенсивної атаки глибинними бомбами британські есмінець «Ектів» та фрегат«Несс» потопили «Леонардо да Вінчі»; жоден член екіпажу не вцілів.
↑Jordan, Roger: The World's Merchant Fleets, 1939: The Particulars And Wartime Fates of 6,000 Ships. Naval Institute Press, 2006. Page 110. ISBN 1-59114-959-2