1958年8月28日，苏共中央政治局和政府通过了一项建造新型核动力潜艇的决议文件，其标题为《关于制造装有新式动力装置的高速潜艇及发展潜艇科研工作、试验设计工作和设计工作的决议》。决议提出了三条要求：第一，使水下航速和下潜深度比第一代核潜艇增加O．5～1倍，这是首要任务。第二，制造体积小、反应堆和涡轮机的总比重减少五分之三至二分之一的动力装置，第三，制造体系小的可在水下发射反舰导弹以及远程高速的双平面鱼雷，这种鱼雷可在高于现有各型潜艇下潜深度两倍的情况下使用。决议特别指出，新型核潜艇采用新的结构材料，达到减少排水量和尺寸指标，所有一切应保证苏联潜艇在质量上优于美国未来的核潜艇。
　　苏联国家造船委员会第16中央设计局(现在的“孔雀石”圣彼得堡海洋工程局)承担了新型核潜艇的部体设计任务，开始设计制造试验用高速核潜艇，工程代号为“安查尔”，核潜艇定为“661型”。造船工业部的领导把该课题的研究作为优先研究项目，一切为其让路。向潜艇设计制造者提出了不寻常的要求——放弃从前已掌握的方案、材料和设备。一切都应当是新的、最有前途的!
　　莫斯科第45中央科研所(现在的A·H·克雷洛夫中央科研所)积极参加了661型核潜艇的研制工作。该研究所既从造船角度探讨了与制造新的核潜艇有关的船体结构问题，也探讨了高速潜艇的战斗效能问题。对三种制造耐压艇体可供选择的结构材料(钢、铝或钛)也进行了认真研究，最终决定选择钛。钛合金可大幅度减少艇体的重量(因之也可大大减少潜艇的排水量)。这样一来还可极大地减弱潜艇的一个最重要的暴露特征——潜艇磁场。苏联政府于1959年作出了关于研制舰用钛合金的决定。
　　对两种反应堆——比较普通而且已经掌握了的压水反应堆和前景看好的液态金属反应堆(第一回路的载热体是铝－铋合金)进行分析之后，选择了工艺成熟而又能满足制造时限的压水反应堆，虽然它的比重参数要差些。
　　第16中央设计局集中有关单位全力以赴，在6个月的时间里完成了总体方案的设计工作。审查委员会认真研究了14个设计草图基本方案和6个设计草图补充方案。也研究了潜艇武备可供选择的方案：“紫晶”式水下发射的巡航导弹、水上发射的巡航导弹和当时正处于研制阶段的威力更大的新型鱼雷。主要武器的定型选择要求首先对核潜艇各种方案的效果进行比较评估，经第45中央研究所对几种武器装载方案的调研后，结论是倾向于“紫晶”式导弹方案。1959年4月1日苏联政府决定设计制造世界上第一种水下发射的巡航导弹，8天后，即4月9日批准了潜艇的设计草图。
　　661型导弹核潜艇的技术设计于1960年12月完成。大功率的核动力与艇体的新型船形相结合，使潜艇具有罕见的速度性能。根据设计，潜艇的最大航速应不低于37～38节．超过美海军任何作战舰艇的速度。
　　导弹核潜艇的设计是在H·H·伊萨宁总设计师的领导下进行的。试验潜艇用于评估新式武器和技术设备的主要战术技术性能，在实战中检验它们的效能，并掌握用钛合金制造核潜艇艇体的技术。潜艇的战斗使命是与航母的高速警戒舰艇作斗争。在潜艇的设计和建造过程中．采用了高强度钛合金焊接艇体结构工艺，用高强度钛合金制作了铸件、锻件、设备和其他部件。为了对钛合金进行加工，在北方机械厂修建专门车间和其他厂房。为进行动态试验和静态试验．制作了CMT60－l和CMT60－2实物模型舱。1962年在北德文斯克机械厂制造出661型潜艇的第一批肋骨和耐压艇体的外壳，然而用钛合金制作的艇体构件的首次试验却以失败而告终。在总结经验教训进一步研究后，延迟到1963年12月28日才在北德文斯克正式动工建造661型潜艇。
　　潜艇构思的新颖和设计的复杂性，决定了建造这种潜艇需要很长时间。从设计到制造持续了11年之久。推迟建造还因为不能按时供应当时十分缺乏的钛金属，飞机和导弹制造也需要这种金属。战术编号为K－162的潜艇1968年12月21日才下水，1969年12月13日开始航行试验。
　　在浅水试验场(海区水深200米，潜深100米)进行试验的过程中，当动力装置的功率为额定功率的92％时。最大水下航速可达42节，远远超过设计参数38节，创造了潜艇航速的世界纪录，以前这项纪录一直是67l型潜艇保持的33．5节。美国最高速的核潜艇只有30节航速。后来，当动力装置的功率为最大功率时，在深水试验场取得了更好的成绩——44．7节。直到现在，这仍然是潜艇航速的绝对世界纪录。
　　66l型导弹核潜艇是双壳体结构。钛合金耐压艇体分为9个舱：
　　第一舱(上舱)和第二舱(下舱)由两个直径分别为5．9米的圆筒构成，按上下排列，其横截面呈“8”字形(舱面上有鱼雷发射管和备份弹药，以及快速装填装置)；
　　第三舱是居室、公共食堂、军官集会室和蓄电池组舱；
　　第四舱是中央部位、动力控制部位和居室舱；
　　第五舱是反应堆舱；
　　第六舱是涡轮机舱；
　　第七舱是涡轮发电机舱；
　　第八舱是辅机舱(制冷机、压缩机和海水淡化装置)；
　　第九舱是转舵装置和舱段部位舱。
　　动力装置的总功率为8万马力，由两个独立的机组组成，右舷和左舷各一组。每个机组都由B－5P核蒸汽发生装置、IT3A－618齿轮传动式涡轮机组和独立的OK－3三相交流电涡轮发电机(功率2×3000千瓦)联合构成。两座水—水核反应堆额定的热功率为2×177.4兆瓦，蒸汽发生装置在反应堆额定功率条件下每小时的蒸汽发生量为2X250吨蒸汽。
　　为661型潜艇研制的反应堆具有很多独有的特点。特别是按“管套管”方案压送第一回路的载热体，可在热强度很高的情况下保证核动力装置的紧凑性。同时反应堆不只是用热中子工作，而且有猝发中子核“燃料”的裂变反应参与其中。采用电压380伏、频率50赫的三相交流电为主要用户供电。艇上一项重要的新措施是放弃使用柴油发电机，使用两个大功率的424－Ⅲ型银—锌蓄电池组(每组152块电池)作为应急电源。艇上有全纬度“西格玛－661”导航系统，可保证水下和冰下航行。通过“晶石”型航向和深度控制系统、“壁玺”型防止海损纵倾和倾覆的系统，以及“信号－661”型通用船舶系统、各种装置和舷外孔洞操纵系统来实现潜艇的自动化控制。
　　MIK－300“红宝石”水声系统可保证发现发出响声的目标，能同时对两个目标进行自动跟踪，并把数据传送给导弹和鱼雷武器控制系统。艇上装备了可保证从各个方向探测敌舰主动方式声纳。为发现锚雷，潜艇上还有“弧度－l”型声纳。为观测空中和水面情况，潜艇装备了带坐标光学计算机的Ⅱ3HC－9型对空潜望镜。为识别空中目标，艇上有PIIK－10l和MTII－10雷达，以及“尼赫罗姆”国际识别系统。
　　为了与岸上指挥所、其他舰艇及潜艇协同行动的飞机进行双向快速秘密无线电通信，艇上安装了当时现代化的无线电通信设备。潜艇还装备了无线电侦察系统，可保证搜索、发现敌人正在工作的无线电台，并测定其方位。
　　主要武器是带lO枚巡航导弹的“紫晶”反舰导弹系统，导弹装在位于耐压艇体外面两侧的倾斜式发射箱里，最大射程70公里。导弹发射潜深为30米。装到潜艇上的巡航导弹处于完全装配停当、随时可以发射的状态。全部导弹可分两次齐射，齐射间隔时间3分钟。
　　潜艇艏端装有4个533毫米鱼雷发射管(总弹药基数12枚鱼雷)，可保证在大约200米水深处进行无气泡发射。
　　在试验的时候K－162号艇无论在垂直面或水平面，都显示出很高的机动性能。661型导弹核潜艇所具有的绝无仅有的速度和机动性能，同功率大、发现距离远的水声系统结合起来，使其能迅速在指定的战斗行动海区展开，选择有利阵位使用武器和进行重新攻击。K－162号潜艇1970年开始试航，1971年9月首次出海执行战斗勤务。在此次战斗勤务中潜艇从格陵兰海航行到巴西海盆，然后进入赤道海区，与其他潜艇和水面舰只一起完成了一系列任务。此间还曾对美航母“萨拉托加”号进行跟踪。那时美国军舰把航速加大到30节，多次试图甩掉潜艇，但却未能如愿以偿。不仅如此，核潜艇还进行机动，有时竟跑到美国舰只的前面。在远航的两个半月时间里，潜艇仅浮出水面一次。
　　由于缺乏钛金属，而且工艺上遇到了困难，极大地拖延了建造如此罕见的潜艇的时限，最终只建造了1艘。
　　K－162号核动力导弹潜艇在北方舰队序列中一直服役到1988年，此后转为后备役，1993年退役报废。