日本战败几乎已经是定局。尽管如此，在终战前的7月20日，仍然为了对美国海军机动部队的泊地乌利西环礁发动进攻而从舞鹤出港，7月23日从出击。第1潜水队司令大佐以指挥官身份搭乘，舰长由少佐担任。据航海日志记载，伊401曾遇到一次暴风雨的袭击，原定与僚舰伊400在中途会合，但并未达成。抵达定位后，原计划同伊400在8月17日发动进攻，但在攻击开始之前就迎来终战，在当地收到投降命令。舰内成员在自沉和进攻两种选择中激烈讨论，最终由舰长决定返航。由于舰载机需要进行保密而在海上进行了销毁处置。在返航途中的8月29日被