Le 01 Septembre 1939, le "Protée" fait partie de la 3ème D.S.M. de la 3ème Escadrille de la 1ère Flottille à Toulon avec l'Actéon, l'Achéron et le "Fresnel".

Il est employé surtout à la surveillance maritime entre fin 1939 et le printemps 1940 car il y a une totale absence d'action ennemie en Méditerranée.

Le 06 Février 1940, il fait toujours partie de la 3ème D.S.M. à Casablanca  (Maroc).

Le 23 Février 1940, sous les ordres du Lieutenant de Vaisseau J. Garreau (?), le "Protée" effectue des tirs de semonce, à la position : 32°10'N 11°00'O, sur le pétrolier à vapeur Français "Aragaz" (5 009 tonnes). Les sous-marins Français stoppent les bâtiments Britanniques, pour s'assurer que ce ne sont pas des forceurs de blocus Allemands, ici ce n'est pas le cas.

Le 01 Mai 1940, l'Amiral Sud (Jean-Pierre ESTEVA) et le Commandant en Chef britannique (Andrew CUNNIGHAM) redéfinissent les zones d'actions des sous-marins : dix-neuf sont positionnés à Bizerte, neuf à Toulon, quatre à Oran; le "Protée", lui est intégré à une force de six unités à Beyrouth.

Le 02 Juin 1940, le "Protée" appareille, sous les ordres du Capitaine de Corvette GARREAU, pour patrouiller dans des secteurs définis par l'État-Major entre la Grèce et la Turquie.

Le 25 Juin 1940 à 00h45, il reçoit un télégramme de l'Amirauté Française qui lui apprend la cessation des hostilités entre la France et les forces de l'Axe. Il essaye alors de capter la presse française par la T.S.F. du bord, mais rien ne passe. Il obtient par contre des communications de la presse anglaise qui rend compte d'un discours de Winston Churchill expliquant les clauses de l'armistice. Une de ces clauses est la démobilisation de la Flotte Française sous le contrôle germano-italien.  GARREAU craint qu'elle ne passe toute entière sous le contrôle de l'ennemi. Il explique alors sa réaction dans son rapport de fin de mission : « Ne pouvant supporter la pensée que mon bâtiment tombe en des mains ennemies, ce que je pouvais craindre en ralliant un port français et en l'absence complète d'ordre de l'amiral commandant la division navale du levant (D.N.L.) je me suis décidé à faire route sur Alexandrie où j'avais l'espoir de trouve la Force X. J'espère avoir ainsi agi au mieux des intérêts de la France. »

Arrivé à  Alexandrie, il est interné avec la Force X. Six mois après les débarquements alliés en Afrique du Nord, la Force X rallie le commandement de la France Libre.

Le 18 Juin 1943, le "Protée" appareille pour rallier Oran. Il y entre en carénage et complète son équipage. En Novembre 1943, il rallie Alger, son nouveau port d'attache.

Du 12 au 26 Novembre 1943, il effectue sa première mission : une patrouille entre Port-Cros et le golfe de Fréjus pour attaquer tout bâtiment ennemi rencontré. Le 23 Novembre à 14h15, il torpille au large de Saint-Tropez le "NTII", un petit bâtiment de servitude allemand de 997 tonnes.

Le 03 Décembre 1943, le Lieutenant de Vaisseau Georges MILLÉ prend le commandement en remplacement du Capitaine de Corvette GARREAU.

Le 05 Décembre 1943, il appareille pour débarquer deux officiers du réseau Baden-Savoie sur un point de la côte espagnole. Tout se passe bien et il est de retour à la jetée Nord d'Alger le 08 Décembre 1943.

Le samedi 18 Décembre 1943, il appareille pour une mission devant Marseille avec à son bord soixante-quatorze hommes dont trois marins de l'équipe de liaison britannique. Le 22 Décembre, un premier message lui est adressé lui ordonnant de permuter à partir du 25 avec le "Casabianca"  (le "Casabianca" sur le site u-boote.fr) qui se trouve devant Toulon. Le 28 Décembre, un nouveau message lui ordonne de terminer sa patrouille le 31 Décembre et de retourner à Alger le 03 Janvier 1944. Il ne répond à aucun de ces messages. À partir du 04 Janvier 1944, une inquiétude réelle apparait et s'accentue le lendemain à l'arrivée du "Casabianca" qui déclare avoir entendu dans l'après-midi du 29 Décembre, un grenadage violent et prolongé.

Le "Protée" est considéré comme disparu à la date du 18 Décembre 1943.

1ère hypothèse : Elle a valu au "Protée" une citation à l'ordre de l'Armée de Mer pour avoir « avarié à la torpille un cargo ennemi » qui serait le bâtiment italien "Ghisone", le "Protée" ayant succombé à la contre-attaque qui suivit cette action. Le "Ghisone" (ex-câblier de 6168 tonnes) a été torpillé en fait par le "Casabianca" le 28 Décembre 1943 à 09h02 à la position : 43°12'N 06°42'E.

2ème hypothèse : Elle est bâtie sur l'hypothèse à partir du compte rendu d'opérations du "Casabianca" qui fait part de trois séries d'explosions (une vingtaine au total), le 29 Décembre 1943, dans le secteur voisin de sa zone de patrouille.

3ème hypothèse : Cette fois, elle est basée sur la lecture des rapports allemands signalant la présence d'un sous-marin 'allié' une première fois le 29 Décembre à 17h00 dans le Sud de Menton et une seconde fois le 03 Janvier 1944 à 21h30 au large de Monaco. Pris sous le feu des défenses côtières ce sous-marin aurait plongé... L'Amirauté britannique confirme qu'aucun sous-marin ne se trouvait dans ce secteur aux dates citées.

4ème hypothèse : Cette dernière hypothèse, souvent écartée jusqu'à aujourd'hui, suggère que le "Protée" a heurté une mine. La Comex va la confirmer en Mars 1995.

Nota : Dans l'ouvrage "Allied Submarine Attacks of WorldWar Two" de Jürgen Rohwer, il est écrit à la page 47 que le "Protée" stoppe avec son artillerie le pétrolier "Aragaz" à la position 32°10'N 11°00 'O.  Les sous-marins français arrêtaient les navires britanniques, pour s'assurer que ce n'étaient pas des forceurs de blocus.