I april 1963 gjennomgikk «Trieste» en serie ombygginger og ble fraktet til Atlanterhavet for å søke etter den savnede ubåten USS Thresher (SSN-593). Til denne serien med dykk ble den utstyrt med blant annet utvidet dekk oppå flottøren for å gjøre forberedelsene til dykket enklere, og en robotarm/klo foran kabinen for å plukke opp ting fra bunnen. «Trieste» fant vraket utenfor kysten av New England, 2560 m under overflaten. Trieste ble tatt ut av bruk i 1966, og er i dag utstilt på Marinemuseet i Washington Navy Yard i Washington DC.