Планом военного кораблестроения на 1969— 1980 гг. предусматривалось создание устойчивой стратегической ракетно-ядерной подводной системы с оружием большой дальности, дополняющей межконтинентальные баллистические ракеты наземного базирования, составляющие в то время основу ракетно-ядерного арсенала страны. Это решение было в значительной мере обусловлено созданием в США мощной системы гидроакустического обнаружения советских подводных лодок на путях их перехода. В состав системы «SOSUS» входила система гидроакустических антенн, расположенных под водой вдоль североамериканского побережья, а также средств автоматизированной обработки сигналов шумопеленгования на береговых вычислительных центрах. Возникала крайне неприятная ситуация, когда каждая подводная лодка, выходившая в Атлантику, могла оказаться в зоне действия американской системы подводного наблюдения, зафиксирована и передана для дальнейшего сопровождения маневренным противолодочным силам. Все это создавало нашим подводным силам серьезные проблемы. Решение их было возможно как за счет снижения шумности подводных атомоходов, так и в результате изменения районов боевого патрулирования. В рамках программы военного кораблестроения намечалось строительство новых атомных подводных ракетоносцев, являющихся дальнейшим развитием подводных лодок 2-го поколения 667-го проекта.
Следует отметить, что в отличие от Советского Союза, делавшего акцент на создание новых ракетных лодок, американский флот приступил к глубокой модернизации ранее построенных подводных ракетоносцев типа Лафайет. Лодки ВМС Военно-морские силы США получали на вооружение новый ракетный комплекс Посейдон С3 с ракетами, оснащенными разделяющейся головной частью с боевыми блоками индивидуального наведения. Развитие советских стратегических подводных ракетоносцев второго поколения шло в первую очередь в направлении повышения дальности их ракетного вооружения. Новый ракетный комплекс Д-9 с ракетами РСМ-40 должен был обладать дальностью, в три раза большей, чем Д-6. Возможности устанавливаемого на лодку навигационного комплекса не обеспечивало требуемой точности стрельбы ракетой, имеющей традиционную инерциальную систему наведения. В результате В. П. Макеев совместно с руководителями НИИА, НИИАП и НПО «Геофизика» приняли решение о создании бортовой системы азимутальной астрокоррекции, позволяющей уточнять по звездам положение ракеты в пространстве и корректировать направление ее движения. Дальнейшее совершенствование системы управления ракетной стрельбой позволяло в пять—семь раз сократить время предстартовой подготовки и, что особенно важно, обеспечить старт всего боекомплекта в одном залпе. За увеличение боевых возможностей ракетного комплекса пришлось заплатить возрастанием массы и габаритов ракеты. По сравнению с Р-27 длина РСМ-40 увеличилась на 40%, диаметр корпуса — на 20%, а стартовая масса — вдвое. В результате, для того чтобы «втиснуть» новый комплекс в уже существующий корпус лодки, пришлось сократить число ракетных шахт с 16 до 12.
Тактико-техническое задание на атомную подводную лодку, оснащенную ракетами РСМ-40, было утверждено в 1965 г. Разработка корабля, получившего код "667Б Мурена", велась в ЦКБ Центральное конструкторское бюро МТ «Рубин» под руководством главного конструктора С. Н. Ковалева. Работы по созданию ракетоносца шли довольно быстрыми темпами, несколько опережающими сроки создания ракетного комплекса.
Конструкция "667Б Мурена" в целом повторяла конструкцию ее предшественницы — 667A Навага. Двухкорпусный корабль несколько увеличенной по сравнению с проектом 667A Навага длины имел прочный корпус, разделенный на 10 водонепроницаемых отсеков. Из-за большей длины ракет обтекатель ракетных шахт стал более высоким, а силуэт лодки прибрел характерный «горб» — ярко выраженный опознавательный признак лодок проекта "667Б Мурена" и более поздних модификаций.
Подводная лодка получила новый навигационный комплекс «Тобол-Б», включающий аппаратуру космической навигационной системы «Циклон-Б» и обеспечивающий все исходные данные для проведения подготовки и пуска ракет;
Средства радиосвязи, на более ранних проектах атомных подводных лодок являвшиеся «набором» различных систем, на новой лодке впервые были интегрированы в единый комплекс. Корабль впервые получил и автоматическую систему космической связи «Молния-1»,. Как и на лодках проекта 667A Навага, на новом атомоходе установили гидроакустический комплекс «Керчь». Корабль получил новую боевую информационную управляющую систему. Впервые на отечественных подводных лодках на проекте "667Б Мурена" для управления ракетным оружием была применена автономная корабельная цифровая вычислительная система (КЦВС), решающая задачи ракетной стрельбы. Весь ракетный боекомплект подводной лодки мог быть выпущен в ходе одного залпа.
Корабль оснащался БИУС Боевая информационно-управляющая система "Алмаз" (торпедная схема и кораблевождение) и РБУС "Альфа" (ракетная).
Впервые в мире для РПКСН Ракетный подводный крейсер стратегического назначения проекта "667Б Мурена" была создана система защиты ракет от несанкционированных действий, обеспечивающая осуществление пуска только после получения приказа Верховного командования. Пуск ракет мог выполняться из подводного положения с глубины 55 м при скорости лодки до 5 узлов и волнении моря до 6 баллов как залпом всего боекомплекта, так и одиночными ракетами. Допускалась ракетная стрельба как из подводного, так и из надводного положения, при нахождении корабля в базе (такая возможность обеспечивалась межконтинентальной дальностью ракеты). Предстартовая подготовка и сам старт осуществлялись в автоматическом режиме.