Развитие советских стратегических подводных ракетоносцев второго поколения шло, в первую очередь, в направлении повышения дальности их ракетного вооружения. Новый ракетный комплекс Д-9, находящийся в разработке с 1963 года, должен был обладать дальностью, в три раза большей, чем Д-6. Возможности устанавливаемого на лодку навигационного комплекса не обеспечивали требуемой точности стрельбы ракетой, умеющей 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 новой БР 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. Однако, как показывали расчеты, внедрение ракетного комплекса Д-9 повышало эффективность ракетного крейсера 667-го проекта в 2,5 раза.
Тактико-техническое задание на атомную подводную лодку, оснащенную комплексом Д-9, было утверждено в 1965 году. Разработка корабля, получившего проектный номер «667Б» и шифр «Мурена», велась в ЦКБ МТ «Рубин» под руководством главного конструктора С.Н. Ковалева.
Работы по созданию ракетоносца шли довольно быстрыми темпами, несколько опережающими сроки создания ракетного комплекса. В результате опытные пуски БР начались уже после ввода в строй головного корабля серии. Ракетный комплекс был официально принят на вооружение лишь 12 марта 1974 г.
Строительство серии из 18 атомных подводных лодок проекта 667Б велось на Севмашпредприятии в г. Северодвинске, где было построено 10 ПЛАРБ, а также на заводе им. Ленинского комсомола (Комсомольск- на-Амуре), построившего восемь кораблей.
Головная субмарина, К-279, была заложена в Северодвинске в 1971 году и вступила в строй 27 декабря 1972 г. За ней последовали другие «северные» лодки – К-447 (1973 г.), К-^50 (1973 г.), К-385 (1974 г.), К-457 (1974 г.), К-453 (1974 г.), К-^165 (1974 г.), К- 460 (1975 г.), К-472 (1975 г.), К-475 (1975 г.) и К-171 (1976 г.).
В Комсомольске-на-Амуре постройка кораблей проекта 667Б началась несколько позже, чем в Северодвинске. К-366 вступила в строй в 1974 году. За ней в состав Тихоокеанского флота вошли К-417 (1974 г.), К-477 (1975 г.), К-497 (1975 г.), К-500 (1976 г.), К-512 (1976 г.), К-523 (1977 г.) и К- 530 (1977 г.).
Конструкция «Мурены» в целом повторяла конструкцию ее предшественницы – «Наваги». Двухкорпусный корабль несколько увеличенной, по сравнению с проеком 667А, длины имел прочный корпус, разделенный на 10 водонепроницаемых отсеков. Из-за большей длины ракет обтекатель ракетных шахт стал более высоким, а силуэт лодки приобрел характерный «горб» – ярко выраженный опознавательный признак лодок проекта 667Б и более поздних модификаций.
Главная энергетическая установка мощностью 52.000 л. с. включала два водоводяных реактора ВМ-4Б и две паровые турбины ОК-700 с турбозубчатыми агрегатами ГТЭА-635. Имелись два дизельгенератора ДГ- 460 и два электродвигателя экономичного хода (2 х 260 л. е.). Для снижения гидроакустической заметности корабля была введена двухкаскадная амортизация виброактивных механизмов паротурбинной установки.
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 (также впервые) получил и автоматическую систему космической связи «Молния-1». Как и на лодках проекта 667А, на новом атомоходе установили гидроакустический комплекс «Керчь».
Корабль получил новую боевую информационную управляющую систему. Впервые на отечественных подводных лодках на проекте 667Б 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.
В состав ракетного комплекса Д- 9 вошли 12 двухступенчатых жидкостных ампулированных ракет Р-29 (4К75, РСМ-40, западное обозначение – SS-N-8) с максимальной дальностью стрельбы до 7800 км.