Испытание и освоение нового ракетного оружия явилось крупнейшим этапом в строительстве подводного флота. Первые образцы ракет таили в себе много неизвестного и непредсказуемого. Не все проходило гладко при отработке первого ракетного комплекса. Во время одного из пусков (пятого) пришлось совершить аварийный сброс ракеты.
Всего с 16 сентября до 13 октября 1955 года в Белом море при скорости хода лодки от 4,7 до 10 узлов, максимальной амплитуде ее бортовой качки 4° и волнении моря в точке старта до трех баллов с Б-67 было произведено восемь пусков. На каждом из них присутствовал С.П. Королев, в том числе на том, когда успешно запустили две ракеты с интервалом в 2,5 ч. «Уже возвращаясь, пригласил Сергея Павловича к себе в каюту и предложил отметить итог стопкой разведенного спирта, — вспоминал новый командир лодки капитан 3 ранга И.И. Гуляев. — Он и сказал мне: «А я ведь не пью, тем более спирт…». Но, видно, решил не портить командирское настроение и поднял стопку. А выпив, неожиданно сказал: «Ты знаешь, Иван Иванович, ничего. Так, пожалуй, и пить начнешь…»
После восьми проверочных пусков Н.Н. Исанин и С.П. Королев приняли решение испытания прекратить, подготовить предложения командованию ВМФ о приемке корабля в опытную эксплуатацию, а оставшиеся ракеты (из 11, которые были выделены для стрельб) подвергнуть дополнительным транспортным испытаниям во время опытной эксплуатации Б-67. Необходимо было убедиться в их надежности во время длительного автономного плавания в различных метеоусловиях, при многократных погружениях и всплытиях под воздействием различных физических полей корабля, возникающих в процессе работы электромеханизмов и радиоэлектронного вооружения подводной лодки.
11 ноября 1955 г., после завершения экспериментальных летных испытаний ракет, совместным решением Министерства судостроительной промышленности и Военно-Морского Флота Б-67 проекта В-611 вновь приняли в состав ВМФ, на сей раз в качестве учебно-опытового корабля с ракетным оружием.
Н.Н. Исанин, безоговорочно уверенный в успехе, придавал большое значение созданию ракетоносцев и проводил проектные работы параллельно с экспериментальной отработкой комплекса. По результатам первых испытаний Б-67 в ЦКБ-16 был откорректирован технический проект В-611, рабочие чертежи и техдокументация. К концу 1955 г. проектные работы были закончены, и новый проект переоборудования серийных больших торпедных подводных лодок проекта 611с установкой на них двух ракетных шахт получил индекс АВ-611. Архитектура и конструктивные особенности подводной лодки проекта АВ-611 по сравнению с проектом В-611 остались без изменений, кроме конфигурации ограждения рубки и конструкции РДП. Работа по переоборудованию подводных лодок проекта 611 производилась под наблюдением и при участии 1-го ЦНИИ ВМФ.
6 января 1956 г. совместным Постановлением ВМФ, МСП, МОП и МРП было решено переоборудовать четыре строящиеся на заводе № 402 (директор Е.П. Егоров) подводные лодки проекта 611 и одну находящуюся в строю на ТОФ на Владивостокском заводе № 202 (директор Г.К. Волик) по проекту АВ-61 1 (табл.3).
В 1956 г. по итогам испытаний состоялось совещание под руководством Главнокомандующего ВМФ СССР адмирала С.Г. Горшкова. Результаты были одобрены. В заключение отмечалось, что испытания были на редкость успешными, проходили почти без отказов. За все время испытаний лишь один раз ракета не запустилась и произошел ее аварийный выброс.
В феврале 1956 г. на имя первого секретаря ЦК КПСС Н.С. Хрущева и Председателя Президиума Верховного Совета СССР Н.А. Булганина поступила докладная записка от председателя Морского научно-технического комитета адмирала Л. А. Владимирского. В ней, выражая точку зрения командования ВМФ, адмирал доказывал необходимость создания подводного ракетоносного флота стратегического назначения с обоснованием данного направления военного кораблестроения и его перспектив. 11 мая этот вопрос обсудил Совет обороны страны. Он признал его делом особой государственной важности. В постановлении говорилось: «Приветствовать инициативную постановку вопроса о развитии Военно-Морского Флота СССР, изложенную в записке адмирала Владимирского Л.А. Товарищам Булганину и Хрущеву, министру обороны учесть предложения товарища Владимирского при подготовке перспективного плана военного судостроения». Постановление правительства о создании боевой системы вооружения с Р-11ФМ было принято 19 октября 1957 г. Таким образом, работа по переоборудованию больших торпедных лодок в ракетные, начатая в инициативном порядке, получила поддержку руководства страны.