Au début de la deuxième guerre mondiale (01 Septembre 1939), il fait partie de la 3ème D.S.M. de la 3ème Escadrille de la 1ère Flottille de la 2ème Escadre à Toulon avec le "Protée", l'Achéron et le "Fresnel".

Le 06 Février 1940, la 3ème D.S.M. se trouve à Casablanca, dans le Groupe des sous-marins du Maroc rebaptisé Groupe du théâtre d'Afrique, pour surveiller les Canaries où se trouvent des bâtiments de commerce allemands.

Le 12 Avril 1940, la 3ème D.S.M. est affectée au théâtre méditerranéen d'abord à Bizerte, puis à Beyrouth. L'Actéon patrouille alors dans le Dodécanèse

Le 25 Juin 1940, avec l'Archéron et le "Fresnel" il fait partie de la division d'Afrique et Levant,  à l'entrée en vigueur de l'armistice. Le "Protée" est quant à lui en Angleterre. Les batteries de l'Achéron et celles de l'Actéon sont très fatiguées et il est impossible de les caréner sur place.

Le 16 Octobre, ils quittent tous les deux Beyrouth, escorté par le "Gladiateur", pour Toulon où ils arrivent le 24 Octobre 1940. Il entre alors en gardiennage.

En 1941, l'Actéon est envoyé à Dakar.

Le 27 et 28 Juillet 1941, l'Actéon, sous les ordres du Lieutenant de Vaisseau CLAVIÈRES, qui rentre de surveillance est envoyé à la recherche du cargo norvégien "Lidward" qui s'est échappé de Dakar. Malheureusement il part à la chasse sur un autre bateau et manque son interception. L'Actéon est repéré par un appareil britannique, mais il refuse de s'arrêter comme il lui ordonne. Arrivée à Dakar.

Le 01 Janvier 1942, l'Actéon fait partie de la 5ème D.S.M. avec le Henri-Poincaré, le Pascal et le Fresnel.

Le 01 Novembre 1942, l'Actéon fait toujours partie de la 5ème D.S.M. basée au Maroc mais seulement avec le Fresnel.

L'Actéon et le Fresnel doivent appareiller le 08 Novembre pour Toulon en vue d'un grand carénage.

Le 08 Novembre 1942 (jour de l'Opération Torch) à Oran, l'Argonaute, l'Actéon et le Fresnel reçoivent l'ordre d'appareiller à 02h05  pour se rendre devant Oran dès que les premiers débarquements à Arzew (wilaya d'Oran) sont connus. Ils quittent le quai Lamoune entre 03h15 et 03h45. L'Actéon rejoint l'Est du Cap Falcon.

L'Actéon, sous les ordres du Capitaine de Corvette CLAVIÈRES, parvient après avoir franchi la première ligne sans être repéré dans son secteur et tente de se rapprocher des porte-avions H.M.S. "Dasher " et H.M.S. "Biter" pour les attaquer. Il fait surface pour être en position favorable, il est aperçu à 21h00 par le destroyer H.M.S. "Wescott" à moins de 900 mètres. À 21h11, il plonge en catastrophe, est grenadé à mort et disparait corps et bien. Soixante-cinq victimes.

Rapport du H.M.S. "Wescott".