Последняя запись в навигационном журнале выглядит так: «От губы Печенга до островов Гавриловские. 27 января. 00.50 ОЛ=86,1 ОЭ-196 м Н погр. — 4 м. Опознали место по пресечению 200-метровой изобаты. 111=70 00 5С Д=35 31 5В С=270—1,5 мили. Место приняли в расчет для дальнейшего счисления, выключили эхолот».
Документы свидетельствуют, что до своего погружения С-80 семнадцать часов находилась в надводном положении при волнении моря в 5–6 баллов. За это время личный состав, скорее всего, устал да и укачался тоже, а потому и не принимал пищу. При вскрытии тел погибших подводников все желудки, по крайней мере, оказались пусты. А потому, погрузившись, командир первым делом дал команду готовить пищу. Это подтверждает и тот факт, что в седьмом отсеке на камбузе плита и духовка так и остались включенными. Затем командир по какой-то причине отлучился, а за него в боевой рубке остался старший помощник. В это время подводная лодка шла под РДП.
Режим плавания под РДП, как известно, весьма сложен, особенно при сильном волнении моря. В этом случае лодка, имеющая тенденцию к всплытию, плохо держит заданную глубину. Поэтому для удержания ее на глубине применяется балласт. Для С-80 он составлял пять тонн воды. В расследовании дела по С-80 о ситуации, связанной с плаванием под РДП, говорится так: «При «выскакивании» подводной лодки на поверхность, ее приходится «загонять» под воду перекладкой рулей на погружение, при этом подводная лодка «проваливается» и для ее удержания необходимо увеличивать ход, откачивать вспомогательный балласт или частично продувать среднюю группу цистерн главного балласта».
Акт расследования обстоятельств гибели С-80 говорит о том, что вполне вероятным могло быть в данной ситуации именно «проваливание» лодки. По времени это, скорее всего, случилось 27 января в 1 час 26 минут.
Далее события развивались, видимо, следующим образом: в центральном посту попытались удержать лодку от «провала» перекладкой рулей. В это время из-за отсутствия обогрева поплавкового клапана воздушной шахты РДП (как показало обследование лодки, в третьем отсеке клапан подачи теплой воды на клапан оказался перекрытым) поплавковый клапан сильно обмерз и не мог при накрытии водой податься и перекрыть воздухоприемное отверстие. В результате этого через шахту РДП, имеющую диаметр 450 миллиметров в пятый отсек хлынула вода со скоростью 1–1,2 тонны в секунду.
Спустя 3–5 секунд вахтенный моторист в пятом отсеке заметил поступление воды и остановил дизель, закрыл манипулятором двубойную газовую захлопку и приемные водяные клапаны. Второй моторист одновременно закрыл отливные кингстоны. Но вода прибывала в отсек слишком стремительно. Видя, что ничего не помогает, оба они бросились вручную закрывать внутренний клапан подачи воздуха к правому дизелю, не успев задраить газовую захлопку РДП ДУ-200 и, не успев поставить ручку шагового телеграфа на «стоп». За эти 10–15 секунд в отсек влилось уже 12–15 тонн воды. Закрыть внутренние клапана подачи воздуха к дизелям при поступлении через них воды очень тяжело. На это у мотористов ушло около минуты, но они так и не успели закрыть их полностью. Шток клапана под напором воды был свернут набок.