Первыми в подводную лодку были направлены инженер-механики лодок аналогичного проекта, привлеченные для работы в комиссии. Они выяснили, что все отсеки были заполнены водой, однако почти в каждом имелась воздушная подушка в 60–75 сантиметров. Кормовая и носовая переборки третьего отсека оказались сильно разрушенными и разорванными на уровне настила аккумуляторных батарей. Разрывы металла в сторону носа. Верхняя часть кормовой переборки третьего отсека с закрытой входной круглой дверью загнута к подволоку третьего отсека. Носовая переборка загнута в сторону второго отсека. Межотсечная дверь при этом сорвана с кремальерного запора. Большинство механизмов во втором, третьем и четвертом отсеках сорвано со своих мест. Штурманская рубка и рубка РТС (у кормовой переборки третьего отсека) смяты, все сорвано. Радиорубка у кормовой переборки второго отсека полностью смята. В остальных отсеках повреждений нет. Вертикальный руль зафиксирован в положении 18 градусов на правый борт. Носовой и кормовой горизонтальные рули в положении 12 и 28 градусов на всплытие. Воздух всех групп, кроме командирских, полностью стравлен.
При обследовании отсеков обнаружены следующие документы: навигационный журнал, дифферентовочный журнал, журнал хронометров и часов, журнал организации службы, записная книжка штурмана, вахтенный радиожурнал и журнал гидроакустиков. Черновой вахтенный журнал центрального поста найти не удалось. Судя по времени, зафиксированном на часах, второй отсек был затоплен в 1 час 32 минуты, третий в 1 час 29 минут и четвертый отсек в 1 час 28 минут. Все данные показывали на то, что С-80 в момент, предшествующий катастрофе, шла в подводном положении под РДП при боевой готовности № 2. В третьем отсеке находилась первая боевая смена.
Анализ найденных документов помог восстановить последовательность событий до катастрофы.
25 января 1961 года в 3 часа 10 минут С-80 закончила зарядку аккумуляторных батарей в базе.
В 5 часов 30 минут снялась со швартовых.
В 13 часов 15 минут погрузилась в полигоне.
26 января с 5 часов 30 минут до 22 часов 32 минут находилась в надводном положении. Состояние в тот момент было следующее: море 5 баллов, ветер 7 баллов, периодические снежные заряды, температура воздуха минус 5 градусов.
В 22 часа 32 минуты С-80 погрузилась на перископную глубину.
В 23 часа 22 минуты лодка встала под РДП, работая правым дизелем. Постановкой под РДП командовал командир корабля капитан 3-го ранга Ситарчик. После постановки была объявлена боевая готовность № 2 и заступила первая боевая смена. Управление лодкой в этой смене осуществлял командир лодки и командир БЧ-3. Радиожурнал, фиксирующий все переговоры с берегом, почему-то не отметил последней: «Командиру С-80. Следовать в базу. НШ ПС СФ». Почему эта радиограмма оказалась не записанной, так и осталось невыясненным, хотя и в 22 часа 06 минут и в 23 часа 30 минут, в момент передачи радиограммы, на лодке все еще обстояло нормально. Кроме этого в том же радиожурнале имеются записи радиограмм, переданных значительно позднее и не имеющих никакого отношения к С-80. Как знать, прими радист «эски» приказ о возвращении, и может не случилось бы никакой трагедии. Увы, сейчас об этом можно только рассуждать…