В процессе модернизации по пр. 658М на кораблях заменялись ракетные шахты, счетно-решающие приборы (системой «Изумруд»), корабельные приборы повседневного и предстартового обслуживания (КСППО) и навигационный комплекс (комплексом «Сигма-658» в обеспечении астронавигационного перископа «Сегмент»). Кроме того, вводился автомат пеленга и дистанции (система «Ставрополь»).
БР Р-13 обладала дальностью полета 600 км и представляла собой одноступенчатую ракету, оснащенную двухрежимным ЖРД, а также отделяемой в полете моноблочной головной частью с СБЧ (тротиловым эквивалентом 1,5 Мт). Двигатель имел пять камер, четыре из которых являлись маршевыми рулевыми и управлялись бортовой инерциальнои системой управления. В конце активного участка полета ракеты ее головная часть отделялась при помощи порохового толкателя.
На корабле Р-13 хранилась в вертикальной шахте, оснащенной рычажно-пружинным амортизационным устройством (обеспечивавшим защиту от перегрузок). Старт производился в надводном положении при состоянии моря до 5 бАПЛов с амплитудой бортовой качки 12°, без ограничения скорости хода. Предстартовая подготовка начиналась, когда корабль еще находился в подводном положении, и продолжалась около двух часов. После того, как лодка всплывала, открывалась крышка шахты и ракета на пусковом столе при помощи лебедки поднималась по направляющим (по которым скользил стол) к ее верхнему срезу. Старт ракеты и ее ориентация на цель осуществлялись при помощи бортовых систем, корабельных счетно-решающих приборов и навигационного комплекса, а также поворотом пускового стола. После старта стол опускался, и крышка шахты закрывалась. Процесс пуска одной ракеты занимал 13-14 минут. Следующая ракета могла быть запущена примерно через пять минут после старта предшествующей ракеты.