Постановлением CM Ns 1109- 461 от 13.10.1961 г. комплекс Д-2 с баллистической ракетой Р-13 был принят на вооружение ВМФ. Ракета Р-13 в ВМФ получила индекс 4К50. Комплексом Д-2 были вооружены дизельные ПЛ пр. 629Б и К-19 – первая атомная ПЛ пр. 658. Пусковые установки СМ-60 для ракет Р-13 спроектированы ЦКБ-34, а изготовлялись на заводе «Большевик».
В 1957 году в ЦКБ-18 прошло заседание по разработке предэскизного проекта 660 океанской подводной лодки с ракетами Р-13. Лодка должна была иметь единый двигатель с использованием надперекиси натрия по типу установки лодок пр. 637. Под водой лодка могла развивать скорость 15 узлов на дальности 50 миль или 2,5 узла на дальности 2800 миль.
Лодка пр. 660 должна была нести 3 ракеты Р-13 с подводным стартом. Но гак как лодка пр. 660 значительно уступала уже строившейся лодке пр. 658, то в августе 1958 года все работы по пр. 660 были прекращены.
В процессе эксплуатации комплекса Д-2 с 1961 по 1973 год всего провели 311 пусков ракет Р-13.225 пусков были успешными, 38 пусков неудачными из-за отказов в системах ракеты и стартового оборудования, 38 пусков неудачными из-за ошибок личного состава, причины 10 неудачных пусков не установлены.
В ходе эксплуатации комплекса Д-2 удалось продлить срок непрерывного хранения ракет Р-13 (заправленных окислителем) на ПЛ в боеготовом состоянии с трех до шести месяцев, а гарантийный срок хранения ракет в стационарных хранилищах с 5 до 7 лет.
Данные баллистических ракет с надводным стартом
| Индекс ракеты | Р-11ФМ | Р-13 |
| Вес заправленной ракеты, кг | 5518 | 13745 |
| Вес сухой ракеты, кг | 1677 | 3730 |
| Вес головной части, кг | 975 | 1597,5 |
| Вес горючего, кг | 708 | 2232 |
| Вес окислителя, кг | 2661 | 7774 |
| Тяга двигателя, кг | 8260 | 25720 |
| Длина ракеты, мм | 10344 | 11835 |
| Диаметр корпуса, мм | 880 | 1300 |
| Размах стабилизаторов, мм | 1750 | 1910 |
| Дальность стрельбы табличная,км: |
| |
| максимальная | 166,8 | 600 |
| минимальная | 46,3 | 148,2 |
Баллистическая ракета Р-15 комплекса Д-3
Эскизный проект ракеты Р-15 комплекса Д-3 выполнили в ОКБ- 1 НИИ-88 под руководством Королева. Постановлением СМ от 17.08.1956 г. работы по Р-15 были переданы в ОКБ-586 (г. Днепропетровск).
Ракета Р-15 должна была иметь дальность почти в два раза больше, чем Р-13. Старт же ее должен был производиться непосредственно из ракетной шахты без выдвижения над крышей ограждения рубки, как это делалось комплексах Д-1 и Д-3.
17.08.1956 г. принято Постановление CM Na 1149-592 о проектировании атомной ПЛ пр. 639 с ракетным комплексом Д-3.
28.08.1956 г. ЦКБ-34 получили приказ МОП о начале разработки пусковой установки СМ-73 для ракет Р-15. Лодки пр. 639 должны были иметь три пусковых СМ-73, шахты которых имели весьма внушительные габариты: диаметр – 3 м и высоту -17 м.