Успехи в ракетостроении, достигнутые Советским Союзом в начале 1950-х годов, позволили развернуть работы по вооружению ракетным оружием надводных кораблей и подводных лодок. Дальность полета ракет, многократно превышавшая дальность стрельбы торпедами
и дальнобойность морских орудий, в сочетании с основным тактическим свойством подводной лодки – скрытностью – позволяла при успешном решении проблемы размещения на ней баллистических ракет получить принципиально новый класс боевого корабля – подводный стратегический ракетоносец.

26 января 1954 года Совет Министров СССР принял постановление «О проведении проектно-экспериментальных работ по вооружению подводных лодок баллистическими ракетами дальнего действия и разработке на базе этих работ технического проекта большой подводной лодки с реактивным [по принятой в то время терминологии] вооружением».

Разработка проекта под условным наименованием «Волна» была возложена на несколько десятков научных и проектно-конструкторских организаций различных министерств
и ведомств, судостроительной промышленности и Военно-Морского Флота. Разработкой проекта подводной лодки руководил главный конструктор ЦКБ-16 (ныне СПМБМ «Малахит»), будущий академик Академии наук СССР Н. Н. Исанин, создание первой морской баллистической ракеты было возложено на главного конструктора ОКБ-1 НИИ-88, будущего академика и всемирно известного ракетостроителя С. П. Королева.

Академик С. П. Королев. Ответственный за создание первой советской морской ракеты. 

В теме «Волна» впервые в истории кораблестроения и ракетной техники предстояло исследовать и решить ряд совершенно новых сложнейших вопросов.

К разработке проекта «Волна» в назначенные правительством предельно сжатые сроки привлекались также научно-исследовательские учреждения, организации и воинские коллективы, во главе которых стояли Е. В. Чарнко, Н. А. Пилюгин, Э. И. Эллер, В. Ф. Печурин,
А. М. Исаев, Е. Г. Рудяк, Е. П. Егоров, Н. И. Боравенков, Ф. И. Новоселов, Л. А. Коршунов и многие другие. Им надо было разработать и изготовить стартовую установку для транспортировки
и запуска ракеты, шахту для ее размещения, комплекс корабельных систем предстартовой подготовки и обслуживания, систему приборов контроля состояния ракеты и бортовую систему управления в «морском» исполнении, системы определения момента старта
и наведения ракеты в условиях сложной качки, навигационные приборы с повышенной точностью выработки данных и способностью транслировать их в систему управления ракеты, а также много других систем и устройств.

В качестве первой баллистической ракеты, которую предстояло установить на подводную лодку, была использована ракета Р-11 класса «земля – земля» (после доработки – Р-11ФМ). Взаимодействие всех штатных элементов комплекса «ракета – корабль» намечалось проверить практическим пуском ракет с подводной лодки.

Для сокращения сроков создания подводного ракетоносца, в положительности которых, по-видимому, он не сомневался, Н. Н. Исанин отдал распоряжение начать работы по проекту переоборудования выделенной для испытаний подводной лодки Б-67 проекта 611, построенной в 1953 году, до получения результатов стендовых испытаний ракеты.

Технический проект ее переоборудования (В611) был представлен в Министерство транспортного и тяжелого машиностроения и Главное управление кораблестроения ВМФ
в августе 1954-го, а в сентябре – рассмотрен и утвержден.

Проектом предусматривалась установка двух вертикальных ракетных шахт в носовой части четвертого отсека подводной лодки за счет демонтажа одной группы аккумуляторных батарей и жилых помещений старшинского состава. Исключение одной группы аккумуляторных батарей сократило запасы электроэнергии, исключив возможность работы главного гребного электродвигателя на полной мощности, сократив дальность плавания в подводном положении и скорость полного подводного хода.

Рядом с ракетными шахтами разместили приборы для определения параметров качки
и рыскания лодки, для наведения бортовых гироскопических приборов ракет и определения момента старта предстартового контроля и управления процессом старта, а также агрегаты питания для вновь устанавливаемой аппаратуры.

В конце 1954 года на завод стали поступать рабочие чертежи, а с марта 1955-го – эксплуатационная документация. К началу осени того же года все монтажные работы были закончены, а еще через две недели завершены заводские ходовые испытания.

В ночь с 14 на 15 сентября 1955 года первая ракета была погружена на подводную лодку.
А 16 сентября в 17:32 по московскому времени, всплыв в надводное положение и завершив предстартовую подготовку, Б-37 под командованием капитана 2-го ранга Ф. И. Козлова произвела первый в мире пуск баллистической ракеты с подводного корабля. Еще до этого события Н. Н. Исанин организовал доработку проекта В611 для создания серии подводных лодок проекта АВ611. По нему были переоборудованы 4 строившиеся подводные лодки и одна уже вступившая в строй. Одновременно велась разработка документации для создания океанской ракетной подводной лодки. Эскиз-проект, получивший индекс 629, был представлен на утверждение в июне 1955-го. Именно эти корабли с тремя баллистическими ракетами Р-13 ракетного комплекса Д-2, первые из которых начали вступать в строй в 1959 году, стали основой создававшихся в это время морских стратегических ядерных сил. До 1961 года было построено 22 единицы по проекту 629 и 1 единица – по проекту 629Б.