Após o fim da Segunda Guerra Mundial, os três submersíveis que constituíam a 2.ª esquadrilha estavam já no final da sua vida útil, pelo que se optou por adquirir à Grã-Bretanha três novos submarinos, aproveitando o facto de que com o fim do conflito possuía um excesso de meios. Apesar de serem já usados, os submarinos contavam apenas com três anos de uso quando foram postos à disposição de Portugal em 1947.
O Nautilo, anteriormente designado pelos britânicos de HMS Saga, foi o segundo a ser entregue a Portugal a 11 de outubro de 1948, numa cerimónia realizada em Gosport que contou com a presença de individualidades portuguesas. O seu primeiro comandante foi o primeiro-tenente Saavedra Palhares, realizando a sua viagem inaugural a 1 de novembro quando partiu rumo a Lisboa, sendo recebido à chegada pelo Almirante Américo Thomaz, na altura Ministro da Marinha e por outros almirantes com funções de comando.
Desde a sua chegada que o Nautilo e os outros submarinos da esquadrilha tomaram parte em inúmeros exercícios nacionais e internacionais, dos quais se destaca o exercício luso-britânico que se realizou em março de 1953, onde o Nautilo conseguiu penetrar no dispositivo de proteção da força de superfície e simular um ataque a curta distância ao contratorpedeiro britânico Swiftsure, causando a admiração nos participantes.
No início da década de 60 todos os submarinos da 3.ª esquadrilha já apresentavam desgaste evidente, pelo que se considerou, no programa de modernização da Marinha de 1962, a substituição destes por seis novos submarinos. Contudo, só quatro novos submarinos viriam, sendo o Nautilo abatido a 21 de janeiro de 1969.