Все это для моряков оказалось не таким уж трудным. Подключенным к работам институтам судостроительной промышленности объясняли, как приспособить к общим задачам комплекса технику морской навигации. Главным конструктором НИИ-499 (ныне НИИ автоматики) В.ПАрефьевым были предложены принципы предстартовой ориентации и идея сопряжения системы управления ракеты с навигационным комплексом подводной лодки. Оси бортовых гироприборов приводились по углам перед стартом к осям главного навигационного комплекса корабля. Ракета стартует в надводном положении, имея мгновенный угол наклона и угловую скорость, определяемые режимом качки. После старта гироприборы, запомнившие предстартовую выставку, выправляют ракету сначала в вертикальное положение, а затем «укладывают» ее на программу в плоскости стрельбы. Реализация этих принципов потребовала разработки специального корабельного преобразователя координат, который связывал комплекс приборов навигации и управления движением подводной лодки с бортовой системой управления. Эту работу и выполняли два специальных института судостроительной промышленности.
К моменту принятия решения о создании комплекса Д-1 в СССР сложились определенные предпосылки в пользу выбора баллистической ракеты именно на жидком топливе: существенный прогресс в жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) с применением высококипящих компонентов топлива, отсутствие на тот момент приемлемых результатов по смесевым твердым топливам, а также сопоставимого прогресса по массе и мощности боеголовок, массе и точности систем управления, бортовых гироприборов, по навигационному обеспечению и тд. В результате для начального этапа выбрали жидкостное направление с умеренными тактико-техническими характеристиками ракет.
Базой для комплекса Д-1 послужила ракета Р-11 (обозначение НАТО — SS-1 b, Scud) — в ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия» им. С.П.Королева»), занятом работами по межконтинентальным ракетам, решили пойти по пути адаптации уже созданных и испытанных ракет к новым условиям. Но, несмотря на то что ракета Р-11 уже летала, ее доработка плюс новое морское (вместо наземного) оборудование, по расчетам ракетчиков, требовали трех-четырех лет. С.П.Королев о таких циклах и слушать не хотел. Весьма кстати 26 июня 1954 г. вышло постановление о разработке оперативно-тактической ракеты с ядерным зарядом Р-11М (М — мобильная), размещаемой на самоходных пусковых установках на гусеничном ходу. ОКБ-1 приступило к модернизации этой ракеты для морских условий (ведущий конструктор И.В.Попков). Такой подход позволял уложиться в заданные сроки, но не мог обеспечить создание нового эффективного оружия, что и подтвердилось впоследствии.
Ракета Р-11ФМ (8А61ФМ) изначально была представлена в двух вариантах: с осколочно-фугасной боевой частью и с ядерной головной частью. По общей конструктивной схеме ракета выполнена одноступенчатой, с несущими топливными баками из стального сплава. Для повышения статической устойчивости в полете она имела четыре стабилизатора, расположенных в хвостовой части попарно в плоскостях стабилизации. Управление движением ракеты на траектории осуществлялось с помощью графитовых рулей. При ее проектировании и строительстве были использованы новейшие достижения в области ракетостроения и металлургии. Применение легких и прочных материалов позволило снизить массу ракеты до 5,5 т. Конструктивно от своего прототипа ракета Р-11ФМ отличалась наличием приспособлений, воспринимавших нагрузку корсетного устройства пусковой установки, и средств обеспечения герметизации приборного и двигательного отсеков, а также измененной системой управления, которая обеспечивала прием данных на пуск из навигационной системы подводной лодки.
На ракете устанавливался маршевый жидкостный ракетный двигатель, разработанный в ОКБ-2 НИИ-88 главного конструктора А.М.Исаева. В качестве компонентов топлива применялись керосин Т-1 и азотная кислота АК-20, воспламенение которых обеспечивалось специальным пусковым горючим. Баки ракеты заправлялись на базе перед выходом на боевое патрулирование. На серийных ракетах компоненты топлива в камеру сгорания ЖРД подавались не турбонасосным агрегатом, а вытеснительной системой, что облегчало общий вес ракеты.