Переоборудование крейсера закончилось только в середине сентября, так что корабельные испытания аппаратуры вместо августа начались в октябре 1955 г., после того как корабль под командованием капитана II ранга Л .Д. Чулкова перешел из Николаева в Севастополь. Самолеты- снаряды КСС прибыли только в ноябре. Удалось провести пару бросковых пусков габаритно-весовых макетов с натурными ускорителями, а затем зимняя непогода заставила отложить проведение экспериментальных пусков на следующий год.
Впервые в Советском Союзе крылатая ракета стартовала с корабля 22 января 1956 г. Первый этап экспериментальных испытаний завершился 26 апреля 1956 г. Всего было запущено 13 самолетов-снарядов КСС по различным целям – дрейфующей десантной барже длиной 45 м и мчащемуся на скорости 40 узлов дистанционно управляемому торпедному катеру. Все корабли-цели оснащались уголковыми отражателями, с тем чтобы довести их эффективную поверхность рассеяния до уровня,соответствующего эсминцу.
При пуске самолетов-снарядов «Адмирал Нахимов» развивал ход до 24 узлов, а скорость ветра приближалась к 20 м/с. В результате в 7 из 10 пусков, проведенных на максимальную дальность 43 км (соответствующую предельной радиолокационной видимости), самолеты- снаряды попали в цели. Успешным сочли и пуск по торпедному катеру, при котором самолет-снаряд прошел за кормой цели на удалении до 30 м, которое было много меньше половины длины типовой цели – эсминца. Хуже прошли стрельбы на минимальную дальность 15 км, когда два из трех запущенных самолетов- снарядов не успели войти в луч РЛС и прошли далеко от цели. Для подтверждения надежности два самолета-снаряда запустили без проверок после хранения в течение 4,5 месяца. По результатам первого этапа испытаний вероятность попадания в крейсер или эсминец определили величиной 0,8.
В это же время было проведено также 32 совместных испытания крейсера с самолетом-дублером МиГ-17СДК, оснащенным бортовой аппаратурой ракеты КСС. Имитируя полет самолета-снаряда, самолет-дублер входил в луч корабельной РЛС и наводился на различные цели. Так как в этом случае процесс наведения прерывали задолго до попадания, в качестве «целей» (помимо десантной баржи) использовались настоящие крейсера, эсминцы и сторожевики.
В докладе ЦК КПСС, направленном 6 июня 1956 г., комиссия оценила проделанную работу как успешную и рекомендовала отказаться от проведения совместных испытаний комплекса, немедленно начав достройку оставшихся на заводах пяти крейсеров по пр. 67 со сдачей кораблей флоту в 1959 г.
Тем самым оказался невостребованным технический проект 67СИ, выпущенный ЦКБ-17 еще в конце 1955 г. В нем вопреки требованиям постановления 1954 г объем переоборудования корабля ограничивался заменой носовых башен главного калибра, шести спаренных зенитных 37-мм автоматов В-11 и торпедных аппаратов на одну спаренную пусковую установку СМ-58 со штатным погребным хранением самолетов- снарядов.
Постановлением от 26 августа 1956 г. работы по пр. 67СИ прекращались на стадии выпуска рабочих чертежей. Было решено в 1959 г. достроить по пр. 67 с системой «Колчан» по одному кораблю в Николаеве на заводе №444 и в Ленинграде на Адмиралтейском и Балтийском заводах. По-видимому, имелись в виду крейсера «Адмирал Корнилов», «Щербаков» и «Кронштадт». Предусматривалось также переоборудование по пр. 67. уже построенного крейсера (возможно, все того же «Адмирала Нахимова») на заводе N9444. В 1960 г. в строй должны были вступить еще два достроенных на Балтийском заводе крейсера пр. 67 с новой системой наведения «Вектор», судя по всему – «Таллин» и «Варяг». Предполагалось после 1960 г. ввести в строй еще два корабля с самолетами- снарядами системы «Вектор», которые должны были оснащаться активными радиолокационными головками самонаведения для поражение целей за радиогоризонтом, на дальности пусков до 100 км, обеспечивать одновременный обстрел двух целей и избирательное наведение на корабли в составе ордера. В дальнейшем проработки, выполненные по системе «Вектор», легли в основу системы управления комплекса П-35.