Подводная лодка "Dolphin" была заложена на военно-морской судоверфи Портсмут в г. Киттери (штат Мэн) 9 ноября 1962 года, спущена на воду 8 июня 1968-го и передана флоту 17 августа того же года.

Подводная лодка "Dolphin" была сконструирована по весьма необычному проекту: ее прочный корпус из стали марки HY-80 имеет правильную цилиндрическую форму, с внешним диаметром 18 футов (4,57 м) и полусферическими закруглениями в носу и корме. Усовершенствованные рулевые устройства позволяли маневрировать без носовых горизонтальных рулей (с использованием лишь кормовых).

При постройке "Dolphin" серьезное внимание обратили на обеспечение мер безопасности. В прочном корпусе был предусмотрен единственный входной люк, и лодка была оборудована спасательными системами, обеспечивающими, в частности, экстренное всплытие. Чтобы повысить надежность трубопроводов забортной воды, применили двухконтурную систему охлаждения, основной частью которой являлся встроенный в корпус лодки теплообменник, омываемый забортной водой. В целях гарантированного срочного всплытия обычная аварийная система продувания балласта сжатым воздухом дублируется устройством дистанционного сброса двадцатитонной секции киля, кренящейся к корпусу двумя взрывными болтами. При нажатии кнопки в центральном посту болты разрушаются взрывом и секция отделяется от лодки.

Экспериментальный однотрубный торпедный аппарат предназначался для выстреливания торпед на большой глубине. Но и без него многочисленный экипаж (с научными сотрудниками – более 50 человек) испытывал затруднения с размещением и бытовые неудобства.

Энергетическая установка была стандартной: одновальная, два дизельных двигателя фирмы «Дженерал моторс», работающие в надводном положении (шноркельное устройство – для работы дизеля под водой – не было предусмотрено), и электромотор компании «Эллиотт», обеспечивающий движение под водой со скоростью хода до 10 уз (со свинцово-кислотными аккумуляторными батареями) и до 15 уз (c серебряно-цинковыми).

ДЭПЛ Дизель-электрическая подводная лодка "Dolphin" участвовала в ряде уникальных экспериментов – по установлению лазерной связи из-под воды с самолетом, передаче сообщений на берег по электронной почте, а также в испытаниях новейших гидроакустических систем и других средств борьбы с подводными лодками противника. Приходилось ей играть и роль условного противника на учениях американских ВМС Военно-морские силы.

Наибольшую известность ДЭПЛ Дизель-электрическая подводная лодка "Dolphin" получила, прежде всего, благодаря своему участию в ряде глубоководных проектов. В частности, в первый же год своей службы, в ноябре 1968 года, она установила рекорд (среди действующих подводных лодок) по глубине погружения – до 3 000 футов (915 м), а в апреле 1969-го с нее был выполнен самый глубоководный пуск торпеды (правда, фактическая глубина погружения ПЛ Подводная лодка в момент этого пуска так и не была объявлена в США). Считается, что эти рекорды могла побить только российская подводная лодка Mike, погрузившаяся на глубину свыше 1 000 м и выстрелившая торпеду на большей, чем у "Dolphin" глубине.

В годы «холодной войны» лодка "Dolphin" наряду с океанографическими работами выполняла и сугубо «секретные» (разведывательные) задания.

На протяжении почти всей своей службы ПЛ Подводная лодка "Dolphin" действовала из базы подводных лодок Пойнт-Лома (Сан-Диего, штат Калифорния) и была приписана к 11-й эскадре подводных сил Тихоокеанского флота. Ее береговое обслуживание и научное обеспечение возлагались на НИЦ командования космических и военно-морских систем ВМС Военно-морские силы США.

21 мая 2002 года лодка, находясь в море в 100 милях от ВМБ Военно-морская база Сан-Диего, попала в крупную аварию. Произошло серьезное возгорание электропроводки, был поврежден корпус, в отсеки лодки (уже в надводном положении) стала поступать вода. Члены экипажа (в то время 43 человека вместе с научными сотрудниками) отделались легкими ранениями, но вынуждены были покинуть корабль. В ходе борьбы за живучесть течь была остановлена, пожар потушен, и лодка была отбуксирована в Сан-Диего. Ремонт и восстановление лодки продолжались три года и обошлись казне в 9 млн долларов.

Полностью восстановленная ДЭПЛ Дизель-электрическая подводная лодка "Dolphin" вернулась к службе в середине 2005 года, но в сентябре 2006-го было принято решение о выводе ее из боевого состава флота.

В сентября 2008 года "Dolphin" был официально переведен Морской музей в Сан-Диего и стал восьмым судном в коллекции музея.