1955 год 24 декабря
Заложена на элинге ССЗ №196 ("Судомех") в г.Ленинград как малая подводная лодка;

1956 год 12 августа
Часть экипажа ПЛ М-321 отрабатывала задачи на ПЛ М-259, которая попала в аварийную ситуацию. ПЛ получила серьезные повреждения в результате взрыва в энергетическом отсеке, но вскоре была восстановлена и вновь введена в строй. При аварии погибло 4 подводника и 6 получили тяжелые ранения;

1957 год 9 января
Зачислена в списки кораблей ВМФ;

1957 год 25 февраля
Спущена на воду. Находилась в составе 39-й БрСРПЛ 68-й ДиУСПЛ КВМК;

1957 год 14 сентября - 1 октября
Находилась на ходовых заводских испытаниях;

1958 год 12 ноября - 9 декабря
Прошла ходовые заводские испытания;

1958 год 10 - 23 декабря
Прошла государственные испытания;

1958 год 22 декабря
Вступила в строй ВМФ. Находилась в составе 340-го ОДнСПЛ КБФ с базированием на г.Таллин (Эстонская ССР);

1959 год 26 февраля
Утверждение акта госприемки ГК ВМФ СССР;

1959 год апрель
Модернизация по результатам исследований на ПЛ М-257 и специальные испытания;

1959 год - 1961 год
Входила в состав 159-й ОБрПЛ. Возможно сначала была перечислена в состав 239-го ДнПЛ 159-й ОБрПЛ КБФ с базированием на Клайпеду (Литовская ССР), а затем в состав 64-го ДнПЛ 159-й ОБрПЛ КБФ с базированием на Лиепаю (Латвийская ССР). В некоторых источниках указывается, что из 159-й ОБрПЛ КБФ ПЛ проекта А615 в 1960 году были перечислены в 178-й ОДнПЛ КБФ. Буду благодарен за уточнения;

1961 год
Перечислена в состав 157-й ОБрПЛ ПС КБФ с базированием на г.Палдиски (Эстонская ССР);

1961 год 12 - 22 декабря
Поход в Балтийское море на полную автономность из г.Палдиски. В течении 10 суток находилась под водой;

1968 год июль
Перечислена в состав 25-й БрПЛ 4-й УДиК ЛенВМБ с базировнием на г.Кронштадт;

1968 год 1 декабря
Поставлена на консервацию. Сформирован 50-й экипаж для обслуживания ПЛ консервации - М-321 и М-352;

1970 год 1 августа
Перечислена в состав 88-го ДнПЛ 25-й БрПЛ 4-й УДиК ЛенВМБ с базированием на г.Лахденпохья (Ладожское озеро, Якимаварский залив);

1970 год август
Переведена к новому месту базирования на Ладожское озеро;

1973 год июнь
Переформирована в состав в 88-го ДнПЛ 177-й бригады опытовых кораблей ЛенВМБ с прежним местом базирования;

1980 год 10 июля
Переименована в МС-321. Предположительно расконсервирована и отнесена к подклассу опытовых ПЛ;

1981 год
Исключена из состава ВМФ в связи со сдачей в ОФИ для демонтажа и реализации;

1981 год
Расформирован экипаж. Впоследствии на Ленинградской базе «Главвторчермета» на Турухтанных о-вах разделана на металл.