呂号第百九潜水艦
12月3日、呂109はラバウルを出港し、ブーゲンビル島周辺海域に進出して哨戒。9日、ラバウルに到着。
13日、呂109は輸送物資を積んでラバウルを出港し、ブインに向かう。16日にブインに到着し、輸送物資を降ろした後出港。19日、ラバウルに到着。23日、輸送物資を積んでラバウルを出港し、ブインに向かう。26日にブインに到着し、輸送物資を降ろした後出港。30日、ラバウルに到着。1944年(昭和19年)1月24日、輸送物資を積んでラバウルを出港し、ブインに向かう。28日にブインに到着し、輸送物資を降ろした後出港。31日、ラバウルに到着。2月7日、輸送物資を積んでラバウルを出港し、スルミに向かう。9日にスルミに到着し、輸送物資を降ろした後出港。11日、ラバウルに到着。20日、ラバウルを出港し、ニューハノーバーを経由して25日にトラックに到着。26日にトラックを出港し、3月3日にサイパンに寄港。11日に佐世保に郎着して整備を受ける。航海中の1日、第7潜水戦隊は第六艦隊所属となる。
4月13日、呂109は佐世保を出港し、20日にサイパンに到着。22日、サイパンを出港し、ニューギニア北方沖に進出して哨戒。5月8日、サイパンに到着。16日、サイパンを出港しあ号作戦のためナ散開線に配備された。18日、米軍はナ散開線の存在を暗号解読により認識したため、米護衛駆逐艦イングランド(USS England, DE-635)、ジョージ(英語版)(USS George, DE-697)、ラビー(英語版)(USS Raby, DE-698)の3隻からなる対潜部隊が向かった。
翌17日、前日と同じ海域で敵機動部隊を発見して雷撃を行うも、命中しなかった。3月2日、呉に到着。その後佐世保に移動して整備を受ける。
4月12日、呂109は沖縄南方に進出するべく佐世保を出港し、寺島水道に移動して一夜を明かした。13日1000、寺島水道を出港。この時に発信した、20日に沖縄南方20浬地点に到着予定との報告を最後に消息不明。
アメリカ側記録によると、4月25日1804、沖大東島南南西でグアムから沖縄に向かう17隻の輸送船からなる輸送船団を護衛中の米高速輸送艦ホレース・A・バス(英語版)(USS Horace A. Bass, DE-691/APD-124)が1100mの距離で潜航中の潜水艦をソナー探知。ホレース・A・バスは爆雷5発を投下した。その後823mの位置で再度探知したため、ホレース・A・バスは爆雷5発を投下。潜水艦はそれを回避してより深い深度に移動した。その後爆雷攻撃を複数回行ったが、撃沈することができなかった。2000頃、ホレース・A・バスは最後の爆雷6発を投下。この攻撃後、潜水艦のものと思われる破片と重油が浮かび上がってきた。ホレース・A・バスは追撃することをやめ、船団に合流していった。これが呂109の最期の瞬間であり、艦長の中川博大尉以下乗員65名全員戦死。沈没地点は沖大東島南南西165浬地点付近、北緯21度58分 東経129度38分 / 北緯21.967度 東経129.633度 / 21.967; 129.633。
5月7日、沖縄方面で亡失と認定され、6月10日に除籍された。