По проекту 667АТ были модернизированы три РПКСН проекта 667 – К-253 (вступила в строй в 1969 году), К-395 и К-423. Модернизация лодок была завершена, соответственно, в 1988, 1991 и 1986 гг. Корабли несли службу на СФ. К 2000 году в составе флота осталась К-395.
В конце 50-х годов в СССР развернулись работы по формированию облика атомных подводных лодок 2- го поколения, предназначенных для крупносерийного производства и призванных решать различные боевые задачи, одной из которых традиционно являлась борьба с авианосцами, а также другими крупными кораблями противника.
После рассмотрения ряда предложений конструкторских бюро техническое задание на разработку относительно простой и дешевой атомной подводной лодки проекта 670 (шифр «Скат»), оптимизированной для борьбы с надводными целями, было выдано Горьковскому СКБ-112 (с 1974 г. – ЦКБ «Лазурит») в мае 1960 г. Этот молодой конструкторский коллектив, образованный в 1953 году при заводе «Красное Сормово», ранее занимался работами по дизель-электрическим лодкам проекта 613 (в частности, готовил документацию по этим кораблям, предназначенную для передачи Китаю), поэтому создание первого атомохода стало для СКБ серьезным испытанием.
Главным конструктором лодки 670-го проекта был назначен В.П. Воробьев, главным наблюдающим от ВМФ – Б.Р Мастушкин.
Основным отличием нового корабля от ПЛАРК первого поколения (пр.659 и 675) являлось оснащение его ракетным противокорабельным комплексом «Аметист» с подводным стартом (головной разработчик – ОКБ-52). Правительственное постановление о создании этого комплекса вышло 1 апреля 1959 г.
Одной из наиболее сложных проблем при разработке проекта новой ПЛАРК, серийное строительство которой предполагалось организовать в г. Горьком, в самом центре России, на удалении более тысячи километров от ближайшего моря, было удержание размеров и водоизмещения корабля в пределах, допускающих его транспортировку по внутренним водным путям.
В результате конструкторам пришлось принимать (и «пробивать» у заказчика) ряд нетрадиционных для нашего флота технических решений, противоречивших «Правилам проектирования подводных лодок». В частности, было решено перейти на одновальную схему, а также пожертвовать обеспечением надводной плавучести при затоплении любого из водонепроницаемых отсеков. Все это позволило уложиться в рамках эскизного проекта в нормальное водоизмещение 2400 т (впрочем, в процессе дальнейшего проектирования этот параметр все же увеличился, превысив 3000 т).
По сравнению с другими лодками 2-го поколения, проектировавшимися под мощный, но довольно крупногабаритный и тяжелый гидроакустический комплекс «Рубин», на проекте 670 было решено остановиться на более компактном ГАК «Керчь».
В 1959 году в ОКБ-52 был разработан эскизный проект ракетного комплекса «Аметист». В отличие от «челомеевских» ПКР первого поколения П-6 и П-35, где использовался ТРД, на ракете с подводным стартом было решено применить твердотопливный ракетный двигатель, что существенно ограничило максимальную дальность стрельбы. Однако другого решения в то время просто не существовало, так как на технологическом уровне конца 50-х годов не представлялось возможным создать систему запуска воздушно-реактивного двигателя в полете, после старта ракеты. Испытания ПКР «Аметист» начались в 1961 году.
Утверждение технического проекта нового атомохода состоялось в июле 1963 г. ПЛАРК 670-го проекта имела двухкорпусную архитектуру с веретенообразными обводами легкого корпуса, имеющего в носовой части эллиптическое сечение, обусловленное размещением ракетного вооружения.
Применение крупногабаритных гидроакустических систем, а также стремление обеспечить им максимально возможные углы обзора в кормовых секторах, вызвали «притупление» носовых обводов. По этим же причинам часть приборов пришлось разместить в верхней части носовой оконечности легкого корпуса. Передние горизонтальные рули (впервые в практике отечественного подводного кораблестроения) были сдвинуты к средней части лодки.
В дальнейшем, уже в ходе модернизации ПЛАРК 670-го проекта, перед ограждением выдвижных устройств рубки установили гидродинамический стабилизатор – плоскость с отрицательным углом атаки, компенсирующую излишнюю плавучесть несколько «раздутого» носа.
Прочный корпус корабля был выполнен из стали АК-29. В носовой оконечности на протяжении 21 м он имел своеобразную форму «тройной восьмерки», образованной цилиндрами относительно малого диаметра, что было обусловлено необходимостью размещения в легком корпусе ракетных контейнеров. Корпус делился на семь водонепроницаемых отсеков:
1-й (составленных из трех цилиндров) – торпедный, жилой и аккумуляторный;
2-й – жилой;
3-й – центральный пост и аккумуляторный;
4-й – электромеханический;
5-й – реакторный;
6-й – турбинный;
7-й – электромеханический.
Носовая концевая переборка, а также шесть межотсечных переборок были выполнены плоскими, они должны были выдерживать давление до 15 кгс/см2 .