Рабочая глубина погружения 240 м
Полная скорость подводного хода 26 уз.
Надводная скорость 18 уз.
Автономность 50 сут.
Экипаж 104 чел.
Две первые подводные лодки проекта 658 вступили в состав Северного флота и в 1960-1961 гг. были направлены на базу Западная Лица, где вместе с торпедными АПЛ проекта 627А образовали бригаду. В январе 1962 г. на основе этой бригады была развернута 1-я флотилия подводных лодок, состоящая из двух дивизий – 3-й (лодки пр.627А) и 31-й (ПЛАРБ 658-го проекта). В 1964 году дивизия атомных ракетоносцев была переведена в Гаджиево (губа Сайда, база Ягельная) в состав 12-й эскадры, впоследствии преобразованной в 3- ю флотилию атомных подводных лодок.
Появление в составе советского флота первых атомных ракетоносцев, разумеется, не осталось незамеченным для американской военно-морской разведки. Вскоре новым кораблям была присвоена кодовая «кличка» НАТО – Hotel.
В 1963 и 1968 гг. лодки К-178 и К- 55 были переведены на ТОФ, где несли боевую службу в составе 45-й дивизии атомных подводных лодок, базирующейся на Камчатке (к 1970 году их модернизировали по проекту 658М).
Служба первого отечественного ракетного атомохода – К-19 – началась в конце 1960 года. 4 июля 1961 г. во время учений «Полярный круг», когда подводный крейсер под командованием капитана 2-го ранга Н.В.Затеева следовал в заданный район Северной Атлантики, где он должен был произвести ракетный пуск, всплыв из- под арктического льда, произошла авария реактора левого борта – заклинились главный и вспомогательный циркуляционные насосы. В течение предельно короткого срока – за два часа – экипажу удалось смонтировать нештатную систему аварийного охлаждения реактора и ликвидировать угрозу его взрыва. Однако в борьбе за жизнь корабля получили тяжелые дозы облучения и погибли 14 членов экипажа. Подошедшим дизель-электрическим подводным лодкам и надводным кораблям удалось эвакуировать людей и отбуксировать атомоход в Западную Лицу. В ходе ремонта, проведенного в 1962-1964 гг., у лодки были заменены оба атомных реактора. Старые реакторы с невыгруженным ядерным топливом были затоплены в бухте Абросимова (Новая Земля). Сегодня такая операция выглядит кощунственной, однако в 60-е годы, в разгар ядерного противостояния между СССР и США, обе противоборствующие стороны не придавали особого значения подобным вещам, исходя, в первую очередь, из соображений технической целесообразности.
Трагедия К-19 послужила хорошим уроком для создателей ядерных энергетических установок: на всех действующих и проектируемых реакторах, аналогичных установленным на К-19, были смонтированы штатные системы аварийной водяной проливки.