Опыт, накопленный в ходе проектирования и постройки первых отечественных атомных торпедных подводных лодок, а также дизель-электрических ракетоносцев -проектов В611 и 629/629A, позволил в середине 1950-х гг. приступить к созданию первого советского подводного атомохода, оснащенного баллистическими ракетами. Корабль предназначался для нанесения ракетно-ядерных ударов по военно-морским базам, портам, промышленным и административным центрам, расположенным на побережье и в глубине территории противника.
Для сокращения сроков реализации программы, а также снижения технического риска при создании принципиально нового класса боевых кораблей было решено разработать первую советскую ПЛАРБ Атомная подводная лодка с баллистическими ракетами на основе конструкционных решений, реализованных на торпедной атомной подводной лодке проекта 627 Кит.
Партийно-правительственное постановление о создании атомной ракетной подводной лодки проекта "658/658М" вышло 26 августа 1956 г. Проектирование корабля было поручено ЦКБ Центральное конструкторское бюро-18 (впоследствии — ЦКБ Центральное конструкторское бюро «Рубин»). Разработка конструкторской документации началась в сентябре 1956 г., работы велись под руководством главного конструктора С. Н. Ковалева. Заместителем главного конструктора с самого начала работ над проектом был И. Д. Спасский. Техническое проектирование было завершено в первом . квартале 1957 г. (эскизный проект подводной лодки не разрабатывался из-за предельно сжатых сроков, диктуемых реалиями «гонки вооружений»).
В соответствии с первоначальными планами корабль предполагалось оснастить оружием, создание которого уже близилось к завершению — ракетным комплексом Д-2 с жидкостными ракетами Р-13, имеющими надводный старт (испытания этого комплекса, изначально разрабатывавшегося для вооружения дизель-электрических подводных лодок 629/629A, начались в декабре 1958 г.). Однако в 1958 г. было решено приступить к разработке проекта 658М, предусматривающего переоснащение лодки более перспективными ракетами с подводным стартом. Правительственное постановление о создании нового ракетного комплекса Д-4 вышло 20 марта 1958 г. Комплекс предполагалось установить на атомоходах в процессе капитального ремонта и модернизации.
Работы по созданию первой советской ПЛАРБ Атомная подводная лодка с баллистическими ракетами развернулись практически одновременно с аналогичными работами в США, где в 1956 г. началась реализация программы Поларис А1. Однако если в Советском Союзе подводную лодку проекта "658/658М" рассматривали как своего рода синтез уже существующих технологий, то американский флот создавал принципиально новую систему оружия, в основе которой лежала не имеющая аналогов малогабаритная твердотопливная баллистическая ракета с подводным стартом, обладающая значительно большими возможностями, чем ее советский аналог. В то же время первый носитель Поларис А1 — ПЛАРБ Атомная подводная лодка с баллистическими ракетами Дж. Вашингтон, как и лодка проекта "658/658М", разрабатывался на основе уже существующего проекта — торпедного атомохода типа Скипджек. Малые габариты Поларис А1, а также более простое и компактное пусковое устройство позволили разместить на Дж. Вашингтон 16 ракет (два ряда по восемь шахт).
«Генетическая связь» проекта "658/658М" с проектом 627 Кит, обусловившая относительно малую ширину прочного корпуса корабля, а также солидные габариты отечественных баллистических ракет, громоздкие и сложные стартовые устройства (разрабатывавшиеся по нормам проектирования артиллерийских установок для тяжелых надводных кораблей), допускали размещение ракетных шахт на лодке лишь в один ряд. Три ракеты расположили в ограждении рубки, которая в результате этого получила необычайно крупные, весьма далекие от оптимальных (с точки зрения гидродинамики) габариты.
По сравнению с торпедной лодкой проекта 627 Кит в конструкцию ракетного атомохода был внесен ряд существенных изменений. В частности, для управления на больших скоростях были применены малые горизонтальные кормовые рули. Лодка получила малошумную и более живучую электрогидравлическую систему управления рулями. Предусматривалось продувание главного балласта воздухом низкого давления. Внедрялась автономная система пожаротушения в реакторном отсеке. Из-за требований обеспечения высокой мореходности в надводном положении, во время предстартовой подготовки и пуска ракет, пришлось отказаться от «торпедообразной» формы носовой оконечности лодки и вернуться к традиционным «корабельным» обводам. По сравнению с американским аналогом первый советский ракетный атомоход обладал более высокой скоростью подводного и надводного хода, увеличенной глубиной погружения, а также лучшей боевой живучестью, уступая американской ПЛАРБ Атомная подводная лодка с баллистическими ракетами по уровню скрытности, а также характеристикам информационных средств. Весьма существенно проигрывал проект "658/658М" и по такому важнейшему показателю, как отношение массы ракетного вооружения к тоннажу корабля. Если на Дж. Вашингтон на каждую тонну ракет Поларис А1 приходилось не многим более 30 т водоизмещения, то на советской лодке эта величина возрастала почти до 130 т. Строительство первых отечественных ракетных атомоходов было начато в Северодвинске, на 402-м заводе. При серийной постройке кораблей впервые (применительно к АПЛ Атомная подводная лодка) в нашей стране начал внедряться блочный метод постройки, а также ряд других технологических новшеств.
В течение шести лет была успешно реализована широкомасштабная, уникальная для отечественного оборонного комплекса, программа строительства серии из восьми атомных ракетоносцев, несущих в общей сложности 24 баллистических ракеты с мощными термоядерными боевыми частями. Однако следует признать, что на фоне стремительного роста американского ядерного ракетного подводного флота успехи советских кораблестроителей выглядели довольно; скромно: с 30 декабря 1950 г. по 29 мая 1964 г. ВМС Военно-морские силы США ввели в строй 20 ракетоносцев
ПЛАРБ Атомная подводная лодка с баллистическими ракетами проекта "658/658М" относилась, как и другие отечественные АПЛ Атомная подводная лодка, к двухкорпусному типу. Прочный корпус разделялся на 10 отсеков. Запас плавучести составлял 31%. Набор наружного корпуса выполнялся по продольной системе, что обеспечивало значительную экономию металла и ряд технологических преимуществ перед применявшейся ранее на отечественных ПЛ Подводная лодка поперечной системой набора.
Уже в ходе серийной постройки часть лодок получила шумопоглощающее покрытие наружной обшивки, выполненное из специальной резины и затруднявшее слежение за кораблем ГАС Гидро-аккустическая станция противника, работающих в активном режиме (следует заметить, что подобные покрытия были внедрены на советском флоте впервые в мире). Впрочем, покрытия первого поколения оказались не очень прочными; и к началу 1970-х гг. почти все лодки "658/658М" проекта плавали «ободранными».
Корабль получил всеширотный навигационный комплекс «Сигма» с астрокорректором. Гидроакустическое вооружение включало гидроакустическую станцию «Арктика» («Арктика-М») — первую отечественную ГАС Гидро-аккустическая станция с совмещенной рефлекторной антенной, обеспечивающей работу в режиме шумопеленгования и измерения дистанции. ГАС Гидро-аккустическая станция, разработанная под руководством главного конструктора Е. И. Аладышкина, имела дальность в режиме эхопеленгования 8 км и шумопеленгования 1—18 км:
Для отрыва от противника лодка могла использовать приборы гидроакустического противодействия МГ-14, выстреливаемые из торпедных аппаратов. В 1967 г. на смену МГ-14 пришел более совершенный самоходный прибор акустических помех МГ-24, имевший массу 7 кг, глубину использования 30 — 40 м и время непрерывной работы 30 минут. Выстреливание МГ-24 осуществлялось через специальное устройство ВИПС. В том же 1967 г. на вооружение подводных лодок поступил и дрейфующий малогабаритный комбинированный прибор МГ-34, предназначенный для использования на глубинах от 30 до 200 м и также выстреливаемый через ВИПС.
Лодки проекта "658/658М" оснащались ракетным комплексом Д-2 с тремя баллистическими ракетами Р-13 (4К50, западное обозначение SS Submarine, conventionaly-powered (подводная лодка дизельная)-N-4) с надводным стартом — первыми в мире специализированными БР Баллистическая ракета, предназначенными для вооружения подводных лодок. ТТЗ Тактико-техническое задание на разработку комплекса было . утверждено 11 января 1956 г. Первоначально работы велись: . НИИ Научно-исследовательский институт-88 под руководством С. П. Королева, в дальнейшем тема была передана в СКБ-385, возглавляемое В. П. Макеевым. Одноступенчатая ракета со стартовой массой 13 700 кг несла отделяемую ГЧ, снаряженную мощным (1 Мт) термоядерным зарядом. Дальность пуска составляла 650 км, круговое вероятное отклонение (КВО Круговое вероятное отклонение) равнялось 4 км, что обеспечивало поражение лишь площадных целей (в первую очередь — крупных городов, находящихся на побережье противника, а также военно-морских баз). Двигатель ракеты работал на «тонке» — горючем ТГ-02 (смесь ксилидина и триэтиламина) и окислителе АК Cargo Ship (сухогрузный транспорт)-27И (раствор четырехокиси азота в концентрированной азотной кислоте). Так как использованная пара компонентов топлива, самовоспламеняющаяся при соединении, являлась источником повышенной пожарной опасности, было решено хранить в шахте ракету, заправленную только окислителем. Горючее размещалось в специальных емкостях (отдельно для каждой из трех ракет) вне прочного корпуса подводной лодки и подавалось на ракету в ходе предстартовой подготовки.
Две первые подводные лодки проекта 658 вступили в состав Северного флота и в 1960— 1961 гг. были направлены на базу Западная Лица, где вместе с торпедными АПЛ Атомная подводная лодка проекта 627А образовали бригаду. В январе 1962 г. на основе , этой бригады была развернута 1-я флотилия подводных лодок, состоящая из двух дивизий — 3-й (лодки проекта 627А) и 31-й (ПЛАРБ Атомная подводная лодка с баллистическими ракетами 658-го проекта). В 1964 г. дивизия атомных ракетоносцев была переведена в Гаджиево (губа Сайда, база Ягельная) в состав 12-й эскадры, впоследствии преобразованной в 3-ю флотилию атомных подводных лодок. —Появление в составе советского флота первых атомных ракетоносцев, разумеется, не осталось незамеченным для американской военно-морской разведки. Вскоре новым кораблям была присвоена кодовая «кличка» НАТО North Atlantic Treaty Organization (Организация Североатлантического договора) — Hotel.
Боевые возможности лодок проекта 658 существенно ограничивались характеристиками ракетного комплекса. От всплытия ПЛ Подводная лодка до пуска третьей ракеты проходило приблизительно 12 минут, что делало корабль, находящийся в непосредственной близости от берегов противника (что было обусловлено малой дальностью полета БР Баллистическая ракета), отличной целью для противолодочных самолетов США. В 1958 г. началась разработка нового ракетного комплекса Д-4 с ракетами Р-21, обладающими способностью стартовать из-под воды и имеющими увеличенную дальность. В феврале 1962 г. новая ракета была продемонстрирована Н. С. Хрущеву, а в 1963 г. — принята на вооружение. Это позволило начать перевооружение ПЛАРБ Атомная подводная лодка с баллистическими ракетами комплексом Д-4. Модернизация по проекту 658М была выполнена в ходе капитального ремонта лодок в 1965- 1970 гг.
Старт ракеты Р-21 выполнялся по т. н. «мокрому» типу, из шахты, заполняемой перед пуском водой. Одноступенчатая БР Баллистическая ракета имела стартовую массу 19 650 кг и могла доставлять боевой блок мощностью 0,8 Мт на дальность 1420 км. КВО Круговое вероятное отклонение составляло 1,3 км.
В связи с установкой на лодке комплекса Д-4 потребовалось обеспечить удержание корабля на заданной глубине во время пуска ракеты из-под воды (суммарное воздействие импульсов сил, возникающих при ракетном старте, приводило к тому, что лодка подвсплывала почти на 16 м, что затрудняло пуск последующей ракеты в залпе). В результате для ПЛАРБ Атомная подводная лодка с баллистическими ракетами проекта 658М была разработана т. н. система удержания, обеспечивающая автоматическое сохранение заданной глубины.
В ходе модернизации в конструкцию атомохода были внесены и другие усовершенствования. В частности, изменилась корабельная система предстартовой подготовки и обслуживания (КСППО). Для заполнения водой кольцевого зазора (пространства между стенкой шахты и корпусом ракеты) перед стартом были установлены специальные цистерны с системой перекачки.
В ПЛАРБ Атомная подводная лодка с баллистическими ракетами проекта 658М были переоборудованы все восемь лодок 658-го проекта (на Западе они получили обозначение Hotel II).
Несмотря на высокую шумность, устаревшее оборудование, относительно низкие условия обитаемости и ряд других недостатков, лодки проекта "658/658М" в 70-х гг. продолжали оставаться вполне боеспособными боевыми единицами флота, успешно решающими поставленные перед ними задачи. Патрулируя в непосредственной близости от побережья США (иногда члены экипажей в перископы могли наблюдать берега Новой Англии), эти корабли обеспечивали размещенным на них ракетам крайне малое подлетное время, что затрудняло потенциальному противнику организацию мер противодействия ракетному удару (хотя и делало возвращение ПЛАРБ Атомная подводная лодка с баллистическими ракетами к родным берегам после выполнения боевой задачи делом весьма проблематичным).
Условия обитаемости на первых советских ракетных атомоходах в целом незначительно отличались от условий на крупных дизель-электрических подводных лодках послевоенной постройки. Впрочем, каждый член экипажа ПЛАРБ Атомная подводная лодка с баллистическими ракетами проекта "658/658М" имел свое собственное спальное место, а содержание провизионных камер советских атомоходов в 60 — 70-х гг. в значительной мере компенсировало бытовые неудобства. Моряки в изобилии снабжались превосходным молдавским «каберне», икрой (как красной, так и черной) и другими деликатесами, которыми мог похвастаться далеко не каждый столичный ресторан 1970-х годов. Однако в 1980-х гг. это «гастрономическое изобилие» стало постепенно уступать место более скромному рациону, соответствующему изменившемуся отношению «руководителей партии и правительства» к «защитникам подводных рубежей Отчизны». Впрочем, альтернативой дефицитному «каберне» всегда оставалось проверенное военно-морское «шило».