24 декабря у начальника АСС ВМС инженера вице-адмирала Фролова запрошен дополнительный комплект аппаратуры М-5 и специалист для отправки в Корсаков с целью усиления поисковых работ.

Руководство спасательными работами в районе поиска возглавил врио начальника АСС флота инженер-капитан 1-го ранга Федяев. При нем группа специалистов 1-го АСС флота: главный инженер, водолазный специалист, корабельный инженер и врач-физиолог.

Как же осуществлялся поиск пропавшей подводной лодки? С прибытием первой партии тральщиков ТЩ-524, ТЩ-58 началось обследование металлическими и придонными тралами района, где 15 декабря ЦЛ-27 наблюдал силуэт подводной лодки.

Осмотр западного побережья острова Сахалин от Холмска на север до Томари и на юг проводили армейские части и пограничники.

Кроме этого, до 20 декабря вели поиск эсминец «Верткий», спасатель «Золотой», подводные лодки С-119 и С-120.

21 декабря к ним присоединились три тральщика 29-й дивизии ОВР, Два тральщика 113-й бригады ОВР.

К 22 декабря в район Холмска прибыл спасатель «Тетюхе», а 23 декабря — еще два тральщика 6-го ВМФ.

С воздуха в поиске С-117 участвовали два самолета ПУ-ба, один из Совгавани, один из Корсакова. Указания по поиску были даны и местным рыбакам.

Из воспоминаний бывшего флагмеха 90-й бригады Даниила Фланцбаума: «Командование флотом начало поиск С-117 надводными кораблями, направленными в район ее позиции. Никаких следов ее пребывания или катастрофы (масляные пятна, обломки) не было обнаружено. Были запрошены находящиеся в районе моря транспорты и рыболовные суда. Никто не сообщил о каких-либо контактах с лодкой. В то же время версия о возможном столкновении в условиях плохой видимости была весьма вероятной. С-117, всплывая по ночам для зарядки, очевидно, не включала ходовых огней для приближения условий к боевым. Учитывая, как рыболовные суда передвигаются в поисках рыбных косяков, вероятность вторжения какого-либо из них в район, закрытый на время учений для плавания, была вполне реальной. А масляные пятна, если произошло столкновение, за несколько суток при сильном ветре могло далеко разнести.

В поисковых работах использовались все средства, которыми в то время располагал флот. Однако прибора для обнаружения больших магнитных масс на грунте не было, мы даже пытались срочно его сконструировать на базе судоремонтной мастерской».

Учитывая возможность случайного тарана С-117 каким-либо гражданским судном, 18 декабря были даны указания командиру Южно-Сахалинской военно-морской базы, а 19 декабря передана просьба командованию 5-го ВМФ осмотреть все суда, прибывающие в порты из района Холмска и находившиеся в районе Холмска с 14 по 17 декабря.

Теперь начиная с 19 декабря все суда, прибывающие из района Холмска в Корсаков, Владивосток и Находку, тщательно осматривались водолазами, команды опрашивались, а результаты осмотров и опросов сообщались в штаб 7-го ВМФ.

В течение 19–24 декабря пограничники осмотрели все западное побережье острова Сахалин от мыса Крильон до мыса Яблочный, а солдаты Дальневосточного округа — от мыса Кузнецова до города Чехова. Никаких предметов ПЛ С-117 не обнаружено.

Из воспоминаний капитана 1-го ранга в отставке А. В. Тисленкова: «Когда все случилось, вспомнили, что и командир лодки Красников и командир бригады Прокофьев не хотели, чтобы. С-117 участвовала в учениях. Они просили для нее оргпериод для восстановления боеготовности. Но начальник штаба флота контр-адмирал Радионов и слушать их не захотел. То, что С-117 пошла в море, вина только его. Однако ни в какие материалы расследований это не попало, ведь Радионов отдавал приказания устно… Все мы были потрясены известием о трагедии со «сто семнадцатой». В том, что с лодкой случилась именно трагедия, сомнений не оставалось. И в это время начальник политотдела капитан 1-го ранга Бабушкин ни с того ни с сего заявил во всеуслышание, что, по его мнению, наша лодка ушла в Америку, что весь экипаж С-117 оказался негодяями и изменниками.