Строительство лодок было развернуто в Комсомольске-на-Амуре (ПЛАРК проекта 659 стали первыми атомоходами, построенными на Дальнем.Востоке). Головной корабль – К-45 – был заложен 28 декабря 1957 г., спущен на воду 12 мая 1960 г., а приемный акт на него был подписан 28 июня 1961 г. Первым командиром лодки был назначен капитан 2 ранга В.Г. Белашев, под командованием которого К-45 успешно прошла испытания, завершившиеся длительным автономным плаванием. В ходе испытаний корабль прошел 7073 мили, из них 2569 миль – в подводном положении.
Лодка вошла в состав 26-й дивизии, ставшей первым соединением ТОФ, оснащенным атомоходами.
За первой отечественной ПЛАРК последовали К-59, вступившая в строй 10 декабря 1961 г., К-66 (10 декабря 1961 г.), К-122 (13 апреля 1962 г.) и К- 259 (декабрь 1962 г.).
Подводная лодка имела двухкорпусную архитектуру. Прочный корпус диаметром 6,8 м делился на девять водонепроницаемых отсеков. Конструкция обеспечивала надводную непотопляемость при заполнении водой любого из отсеков.
Корабль был оснащен ГЭУ номинальной мощностью 35.000 л.с., включавшей два водоводяных реактора ВМ-А (2 х 70 мВт). Имелось две группы аккумуляторов по 112 элементов, два электродвигателя подкрадывания ПГ-116 (2 х 450 л. с.) и два дизель-генератора постоянного тока ДГ-400.
Имелась гидроакустическая станция МГ-200 «Арктика», шумопеленгатор МГ-15, станция обнаружения гидроакустического облучения МГ-13 и другое целевое оборудование.
Ракетное вооружение корабля составляли шесть крылатых ракет П-5. Ракета снабжалась ядерной боевой частью, унифицированной с БЧ баллистической ракеты Р-11ФМ (первоначально ее мощность составляла 200 кт, затем была увеличена до 650 кт). Диаметр корпуса КР составлял 1,0 м, длина – 10,8 м и размах крыла – 3,7 м. Ее стартовая масса равнялась 5200 км, максимальная скорость полета соответствовала М=0,9-1,0, максимальная дальность стрельбы составляла 350 км. Полет проходил на высоте 800-900 м. Силовая установка КР включала стартовый твердотопливный ускоритель и маршевый ТРД КРД-26 (2250 кгс). Система управления включала автопилот, счетчик времени и барометрический высотомер.
АПЛ проекта 659Т
Ракета на подводной лодке транспортировалась в герметическом контейнере (диаметр 1,65 м, длина 12 м), заполненном азотом. Подготовка ракеты к старту осуществлялась дистанционно с пульта управления, расположенного в первом отсеке подводной лодки. Время подъема контейнера из походного в боевое положение (14°) – 125 секунд. Ракетные контейнеры размещались в надстройке (по три на борт). Старт мог выполняться только из надводного положения при волнении моря до 4-5 баллов и скорости хода до 8 узлов.