Корабль имел систему кондиционирования и вентиляции, обеспечивающую требуемый уровень температурно-влажностного режима при нахождении в подводном положении (разработанную ГИПХ под руководством В.С.Шпака). В системе был использован химический способ поглощения углекислого газа и пополнения кислорода (следует заметить, что подобное решение, увеличивающее опасность возникновения на борту корабля пожара, привело в 1970 году к гибели АПЛ К-8).
Характеристика АПЛ проектов 627
Длина наибольшая 107,4 м
Ширина наибольшая 7,9 м
Средняя осадка 5,7 м
Водоизмещение, м>3 :
нормальное 3065
полное 4750
Запас плавучести 30%
Предельная глубина погружения 300 м
Полная скорость подводного хода 30 уз.
Надводная скорость 15 уз.
Автономность 60 сут.
Экипаж 104 чел.
Первый подводный атомоход практически сразу же приступил к освоению арктического района. В 1959 году К-3 под командованием капитана 1 ранга Л.Г.Осипенко прошла под арктическими льдами 260 миль. 17 июля 1962 г. эта АПЛ выполнила переход к Северному полюсу, однако всплыть на поверхность помешал плотный ледовый покров, толщина которого достигала 12 м.
Вскоре после арктического похода подводной лодке К-3 было присвоено название «Ленинский комсомол».
В дальнейшем К-3 прошла модернизацию, заключавшуюся в проведении ряда доработок, повысивших надежность паропроизводительной установки, замене некоторого оборудования, установке новой системы торпедной стрельбы, усовершенствовании радиоэлектронного оборудования. Антенну ГАС «Арктика-М» перенесли из ограждения рубки в носовую оконечность лодки, где был сформирован выступающий за обводы корпуса наплыв, а над торпедными аппаратами была размещена антенна новой шумопеленгаторной станции МГ- 10.
По своим основным характеристикам АПЛ проекта 627 значительно превосходила первенца американского атомного подводного флота – лодку SSN-571 «Наутилус», вступившую в строй в сентябре 1955 г. (на 3,5 года раньше, чем К-3). В частности, советская субмарина имела значительно большую подводную скорость (около 30 уз против 22 уз у американского аналога) и предельную глубину погружения (соответственно, 300 и 210 м).
Эксплуатация АПЛ «Ленинский комсомол» продолжалась до 1991 года, при этом лодка несла службу наравне с другими атомоходами. В августе 1967 г., во время возвращения с боевой службы, в Норвежском море на борту лодки возник пожар, вызванный возгоранием гидравлики. В результате аварии погибло 39 человек.
После списания «Ленинского комсомола» существовали планы переоборудования его в корабль-музей (соответствующий проект был разработан КБ «Малахит»), Однако по ряду причин этого не случилось.