En el desarrollo del conflicto del Atlántico Sur la Penélope fue avistada en el muelle de una estancia ovina de la isla Águila, al sur de la isla Soledad. Fue requisada por la Armada Argentina el 7 de mayo y puesta bajo el mando del teniente de navío Horacio González Llanos. Entre sus funciones al servicio argentino, realizó tareas logísticas, alijó barcos, exploró espacios marítimos y naves dañadas y recorrió las bases militares argentinas del archipiélago.[1]
En los días posteriores al 11 de mayo, participó en la búsqueda de los náufragos del ARA Isla de los Estados, hundido por el Reino Unido. Mientras realizaba dicha tarea fue sobrevolada por aviones Harrier. El 15 de mayo recibió disparos de dos Harrier, resultado con daños en el palo mayor y el castillaje del buque. El ataque ocurrió en Bahía Fox, isla Gran Malvina y no produjo heridos.[1]
El 19 de mayo, una comisión especializada viajó hasta Puerto Rey para evaluar el estado del ELMA Río Carcarañá, que sufrió un ataque británico. La comisión concluyó que el buque no podía navegar debido a que necesitaba reparaciones importantes. El buque fue abandonado y el Penélope se encargó de rescatar los alimentos y abrigos. El 22 y 23 de mayo transportó agrupaciones de comandos del Ejército Argentino a distintos puntos de las islas. El 26 de mayo, su casco y su torreta fueron dañados por explosiones y esquirlas de los ataques aeronavales británicos a los depósitos de combustible de Bahía Fox.[1] La fragata HMS Plymouth fue una de las naves que protagonizó el ataque.[3]
A fines de mayo en Bahía Fox alijó al ARA Bahía Buen Suceso y embarcó 30 tambores de combustible JP-1 para trasladarlos a Puerto Argentino. La travesía fue realizada lenta y cuidadosamente para no sufrir ataques. Cuando navegaba al oeste de la isla Bougainville, hacia la primera semana de junio, informó que su sonda estaba fuera de servicio y que contaba con combustible solamente para dos días. Finalmente llegó a la capital isleña días antes de la rendición argentina, porque se abasteció de gasoil de unos tambores abandonados en la costa.[1] El Comando Naval consideraba a la goleta como perdida.[3]
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