ПЧ «Темза» встиг пройти нетривалий бойовий шлях у Другій світовій війні. У серпні 1939 року підводний човен відкликали з Мальти, де він базувався до внутрішніх вод, і ввели до складу 2-ї підводної флотилії Домашнього флоту. Корабель здійснив кілька бойових походів, шукаючи німецькі підводні човни, рейдери та проривачі блокади. Під час Норвезької кампанії човен входив до сил британського флоту, що протидіяли вторгненню німецького вермахту до Норвегії. У липні 1940 року «Темза» торпедував та затопив німецький міноносець «Лукс», який був частиною ескорту пошкодженого німецького лінкора «Гнейзенау», який переходив із Тронгейма, Норвегія до Кіля, Німеччина.