W latach 1935–1937 okręt przeszedł gruntowny remont, połączony z wymianą siłowni. W momencie wybuchu II wojny światowej okręt pełnił służbę na Morzu Śródziemnym, będąc jednostką flagową 11. dywizjonu 6. eskadry 4. Flotylli stacjonującej w Bizercie, a następnie został przeniesiony do Bejrutu. Dowódcą jednostki był w tym okresie kpt. mar. J.E.L.A. Lorthioir. 11 czerwca 1940 roku okręt powrócił w rejon Bizerty, bazując w Susie, stając się jednostką flagową 11. dywizjonu. Po zawarciu zawieszenia broni między Francją a Niemcami „Marsouin” znalazł się pod kontrolą rządu Vichy (rozbrojony w Bizercie). 8 listopada 1942 roku, podczas lądowania Aliantów w Afryce Północnej, okręt (wraz z bliźniaczym „Caïmanem”) stacjonował w Algierze. Wysłany przeciw siłom inwazyjnym, został wykryty przez brytyjskie okręty i samoloty, lecz zdołał przedrzeć się do Tulonu. W momencie ataku Niemców na Tulon 27 listopada 1942 roku okręt, pod dowództwem kpt. mar. Mine, cumował w basenie Maurillon. Jednostka uniknęła samozatopienia, uciekając z portu do zdobytego przez Aliantów Algieru, gdzie dopłynęła w dniu 30 listopada. „Marsouin” wszedł w skład marynarki Wolnych Francuzów. Okręt został skreślony z listy floty 18 lutego 1946 roku i następnie złomowany.