В 1963-1967 гг. семь из восьми построенных ПЛ проекта 658 с ракетными комплексами Д-2 были переоборудованы в ПЛ проекта 658М с ракетными комплексами Д-4. В 1969 г. началось переоборудование последней, восьмой ПЛ пр. 658 с ракетным комплексом Д-2 в ПЛ пр. 701 для испытаний ракет Р-29.
К 1979 г. все ПЛ пр. 629 с ракетными комплексами Д-2 выведены из боевого состава флота.
Комплекс Д-4 с ракетой Р-21 для подводного старта ракеты на маршевом двигателе из затопленной шахты ПЛ. Первый отечественный морской комплекс подводного старта. Разработка в миасском КБ машиностроения под руководством Виктора Макеева начата 13 мая 1959 г. (разработка этого комплекса 3 декабря 1958 г. поручена КБ "Южное", однако 13 мая 1959 г. решением правительства КБ "Южное" освобождено от разработки ракет для ВМФ). Предварительно испытания возможности осуществления подводного старта были проведены с использованием доработанной ракеты Р-11ФМ в 1956-1960 гг. Летно-конструкторские испытания ракеты Р-21 проходили с 1960 г. по 1962 г. Первый пуск ракеты из подводного положения ДЭПЛ произведен 24 февраля 1962 г. Всего в ходе испытаний произведено 27 пусков ракет. Для испытаний использовалась ДЭПЛ проекта 629Б. Комплекс принят на вооружение ДЭПЛ проекта 629А (Golf II) и АПЛ проекта 658М (Hotel II) с тремя ПУ на борту в двух вариантах в 1963 г. Серийное производство развернуто на Златоустовском машиностроительном заводе. Стартовая установка СМ-87 разработана под руководством главного конструктора Евгения Рудяка. После принятия на вооружение старые установки СМ- 60 были заменены на подлодках новыми – СМ-87. Одноступенчатая ракета подводного старта с ЖРД на хранимом высококипящем топливе. Система управления – инерциальная. Система управления разработана в свердловском ОКБ-626 (НПО автоматики) под руководством главного конструктора Николая Семихатова. Маршевый двигатель разработан в КБ химического машиностроения под руководством Алексея Исаева. Комплекс наземного оборудования разработан в московском КБ транспортного машиностроения под руководством Владимира Петрова.
Пусковая установка разработана в ЦКБ-34 под руководством Евгения Рудяка. Первый вариант имел максимальную дальность стрельбы – 1420 км. Стартовая масса – 16,6 т. Масса ББ – 1,2 т. Длина ракеты – 14,2 м. Максимальный диаметр корпуса – 1,3 м. Мощность ядерного боеприпаса моноблочной ГЧ – 1 Мт. Стрельба велась из шахты, предварительно заполненной водой (так называемый, "мокрый старт") с глубины 40-50 м, при волнении моря до 5 баллов и скорости хода ПЛ до 4 узлов. В процессе эксплуатации срок хранения заправленной ракеты был увеличен с 6 месяцев до 2 лет.
ПЛ проекта 629А с ракетным комплексом Д-4 выведены из боевого состава флота в 1990 г.
ПЛ проекта 658М с ракетами Р-21 выведены из состава флота к 1991 г.
Ракетный комплекс Д-4 с баллистической ракетой подводного старта для подводных лодок. Вариант с увеличенной дальностью полета. Разработка в миасском КБ машиностроения под руководством Виктора Макеева начата в 1959 г. Летно- конструкторские испытания проходили с 1960 г. по 1962 г. Принят на вооружение ДЭПЛ проекта 629А (Golf II) и АПЛ проекта 658М (Hotel II) с тремя ПУ на борту в двух вариантах в 1963 г. Серийное производство развернуто на Златоустовском машиностроительном заводе. Для комплекса Д-4 с ракетой Р-21 для подводного старта ракеты на маршевом двигателе разработана под руководством главного конструктора Рудяка стартовая установка СМ-87. После принятия на вооружение старые установки СМ-60 были заменены на подлодках новыми – СМ-87.
Одноступенчатая ракета подводного старта с ЖРД на хранимом высококипящем топливе. Система управления – инерци- альная. Система управления разработана в свердловском ОКБ-626 (НПО автоматики) под руководством главного конструктора Николая Семихатова. Маршевый двигатель разработан в КБ химического машиностроения под руководством
Алексея Исаева. Пусковая установка разработана в ЦКБ-34 под руководством Евгения Рудяка. Комплекс наземного оборудования разработан в московском КБ транспортного машиностроения под руководством Владимира Петрова. Максимальная дальность стрельбы – 1600 км. Стартовая масса – 19,7 т. Длина ракеты – 14,2 м. Максимальный диаметр корпуса – 1,3 м. Мощность ядерного боеприпаса моноблочной ГЧ – 0,8 Мт. Стрельба велась с глубины 40-50 м, при волнении моря до 5 баллов и скорости хода ПЛ до 4 узлов. ПЛ проекта 629А с ракетным комплексом Д-4 выведены из боевого состава флота в 1990 г.
ПЛ проекта 658М с ракетами Р-21 выведены из состава флота к 1991 г.