1938 г. был переведен помощником командира «Щ-404» на Северный флот, а в октябре этого же года был арестован по клеветническому доносу. Более года находился в тюрьме и в ноябре 1939 г., когда следствие закончилось, был полностью оправдан и выпущен на свободу. Сразу же был назначен командиром «Щ-421».

Сделав свою «Щ-421» Краснознаменной и став Героем Советского Союза в звании капитана 3-го ранга, он принимает под свое командование «К-21» вместо снятого с должности командира этой лодки капитан-лейтенанта А. А. Жукова.

Жуков был снят с должности после того, как командир дивизиона Гаджиев и командир бригады Виноградов (после 2 боевых походов «К-21») убедились, что в общем-то неплохой командир мирного времени в условиях войны в боевой обстановке теряется, должной выдержкой в критические моменты не обладает, способен на необдуманные поступки. В результате несвоевременных действий командира лодка только случайно при переходе из Архангельска в Полярный не попала под удар немецкого самолета (лодка не успела погрузиться, а у самолета не было бомб). Много недостатков было выявлено в техническом содержании/юдки, в дисциплине экипажа.

8. Придя на «К-21» 4 марта, проведя работу по наведению порядка и сплочению экипажа, уже через неделю, 11 марта в 19 часов Лунин вышел на ней в море с необычным заданием: оказать помощь с таким же номером подводной лодке «Л-21», оставшейся без движения, т. к. в результате повреждения под бомбежкой топливных цистерн из-за необходимости ликвидировать демаскирующий фактор — всплывающий на поверхность соляр, топливо из поврежденных цистерн было выдуто, а оставшегося в других цистернах дотянуть до базы не хватало.

Ускоренным темпом закончив межпоходовый ремонт, «К-21» вышла из Кольского залива, нагруженная запасным топливом и маслом, буксировочными тросами и т.д. Понимая, что каждая минута подводной лодки «Л-21», болтающейся без хода, грозит гибелью, шли максимально возможным ходом (18,5 узла). Придя в назначенную точку, «Л-21» не обнаружили. Она ушла со своего места на горючем, приготовленном «местными умельцами» — смеси керосина со смазочным маслом. Получив с ГКП новое место «Л-21», пошли туда. Для скорейшего прихода во вновь назначенную точку снова шли максимальной скоростью по кратчайшему маршруту всего в каких-то 25 милях от побережья, занятого противником.

Встреча произошла только 13 марта в 12 часов. Находясь в открытом море на волне, примерно через полтора часа перекачали на «Л-21» 12 тонн соляра и передали 120 л смазочного масла. Все проверив и убедившись в готовности каждой лодки вести боевые действия, разошлись. Пройдя в общей сложности 770 миль и пробыв в море 60 часов, «К-21» с новым командиром успешно выполнила задачу. Командир убедился в «работоспособности» экипажа, а экипаж сразу понял, что с новым командиром у лодки пойдет другая боевая жизнь.

9. С 21 марта по 3 апреля 1942 г. «К-21» пошла во второй боевой поход под командой Лунина.

28 марта после недельного плавания при жесточайшем шторме, в результате которого были получены поломки механизмов и произведено их устранение личным составом с риском для жизни, лодка обнаружила 3 немецких эсминца, идущих в кильватерном строю. Эсминцы тут же пытаются преследовать погрузившуюся лодку, сбрасывают на нее 14 глубинных бомб. Безрезультатно. После подвсплытия на перископ из-за снежных зарядов ничего не увидели. Лодка всплывает в надводное положение. В штаб флота идет донесение о встрече с эсминцами.

29 марта лодка подверглась глубинному бомбометанию 4 мотоботов, сбросивших 36 бомб.

30 марта снова несколько мотоботов сбрасывали бомбы. Безуспешно.

31 марта обнаружен транспорт (7000 тонн) с кораблем охранения. Выход в атаку. 6-торпедный залп, два попадания. Затонул транспорт или нет — точно не установлено, т. к. наблюдать за результатом атаки времени не было. Взрывы слышны были отчетливо даже без помощи ГАС.

10. 18 июня «К-21» вышла в очередной боевой поход. Во время плавания в течение недели много раз пришлось погружаться от самолета. 19 июня получено приказание прикрыть союзный конвой «PQ-17». 26 июня пришлось уклоняться от вражеской подводной лодки. 5 июня обнаружены 2 миноносца, идущие на большой скорости, а в 17.23 в этот же день обнаружены линкор «Тирпиц» и со провождающие его корабли.

Вот как записано, в частности, в отчете командира лодки за поход с 18 июня по 9 июля 1942 г.:

«…В 17.23 опознал корабли противника, идущие в створе двух линкоров «Тирпиц» и предположительно «Шеер» — в охране 8 миноносцев типа «Карл Галстер», ходящих на сложных зигзагах.

Над эскадрой барражировал самолет типа «Арадо». Начал маневрирование для атаки носовыми торпедными аппаратами линкора «Тирпиц».

В 17.36 эскадра повернула «все вдруг» влево на 90 — 100 градусов, выстроившись в кильватер с дистанцией между линкорами 20 — 30 каб. ПЛ оказалась на расходящихся контркурсах; развернулся вправо на носовые торпедные аппараты.

В 17.50 вся эскадра опять повернула «все вдруг», и линкор «Тирпиц» оказался идущим на лодку с его курсовым углом левого борта 5—7 градусов. Опасаясь срыва атаки, развернулся на кормовые торпедные аппараты и в 18.01 произвел 4-торпедный залп с интервалом выпуска 4 с, при дистанции залпа 20 — 18 — 17 каб., считая скорость 22 узла и имея свою в 3,5 узла.

В момент залпа находился примерно в середине эскадры, линкор «Шеер» прошел уже угол упреждения и был с моего правого борта; внутри зигзагирбвали 4 миноносца; головной миноносец охраны линкора «Тирпиц» резко ворочал вправо на обратный курс, и я опасался, что он идет на ПЛ. С выпуском первой торпеды опустил перископ и с выходом последней загнал лодку на глубину с приемом воды в уравнительную, кормовую и дифферентную и увеличил ход до полного.

Через 2 минуты 15 секунд по секундомеру из отсеков, а также акустиком доложено было о взрыве двух торпед. Шумы миноносцев то приближались, то удалялись. Ожидаемых взрывов глубинных бомб не последовало, и только в 18.31 по корме, при постепенно уменьшающихся шумах, послышался раскатистый взрыв, продолжительностью до 20 с, а затем последовательно в 18.32 и в 18.38 взрывы, похожие на взрывы глубинных бомб…

Срочных погружений за время похода от самолетов произведено 41, из них на позиции ожидания — 28. На обратном пути был атакован подлодкой, выпустившей три торпеды, от которых уклонился маневрированием…»

Далее в отчете записано:

«…6. Попадание 2 торпед при атаке ЛК «Тирпиц» считаю достоверным, что должно быть подтверждено разведкой; в то же время допускаю возможность, что головной миноносец, повернувший в момент выстрела на контркурс с ЛК, перехватил торпеды на себя: в пользу этого предположительно свидетельствуют последующие большие взрывы.

… Всего имел ходовых часов — 499 ч. 35 мин. Пройдено миль — 3544,3, из них над водой 2655, под водой 889,3».

Адмирал А. Г. Головко, командующий СФ во время войны в своей книге «Вместе с флотом» написал: «Внимание Лунина сосредоточилось на «Тирпице», что было безусловно правильным. Из всех, находящихся вокруг «К-21» вражеских кораблей «Тирпиц» представлял самую важную цель — огромная плавучая крепость длиной около четверти километра, новейший линкор германского флота, спущенный на воду всего 3 года назад. Его данные: водоизмещение 53 тыс. т.; мощность машин — 138 тыс. л.с.; скорость хода — 30 узл., дальность плавания — 8100 миль; вооружение: восемь 380-мм орудий, двенадцать 150-мм, шестнадцать 105-мм, шестнадцать 37-мм плюс 6 торпедных аппаратов и 4 самолета. Нанести решающий удар по такому исполину, вывести его из строя — только об этом и должен думать при встрече с ним настоящий командир-подводник».