Ранее испытания ракетного комплекса предполагалось проводить также на переоборудованных по проекту 33 крейсерах «Ворошилов» (проект 26) и «Максим Горький» (проект 26 бис). 31 декабря 1955 г. министр обороны СССР маршал Г.К. Жуков и исполняющий обязанности Главнокомандующего ВМС вице-адмирал С.Г. Горшков обратились в ЦК КПСС с предложениями по использованию трофейных и устаревших кораблей. В их число включили крейсеры «Максим Горький» и «Ворошилов», находившиеся на модернизации. Их предполагалось вывести из боевого состава флота и подготовить для испытания нового оружия и техники. Начатые на кораблях работы по модернизации сразу же приостановили, а в конце февраля 1956 г. было утверждено ОТЗ на переделку крейсера проекта 26 в опытовый корабль.
В апреле совместным решением ВМФ и Минсудпрома ЦКБ-57 поручили разработать проект, получивший номер 33. Затем последовали различные варианты переоборудования кораблей. «Максим Горький» должен был использоваться для испытаний самолетов-снарядов для проектируемых крейсеров и подводных лодок, а также баллистических ракет, «Ворошилов» — для экспериментов с управляемыми самолетами-снарядами для эсминцев проекта 58 (в дальнейшем ракетных крейсеров) и зенитными ракетами. Предстояло выполнить огромный объем работ, даже внешний вид кораблей изменялся кардинальным образом. В соответствии с принятыми решениями 17 февраля 1956 г. легкий крейсер «Максим Горький» был выведен из боевого состава Краснознаменного Балтийского флота и переклассифицирован в опытовый крейсер.
Однако целесообразность создания специализированного корабля для испытания оружия подвергалась сомнению как со стороны моряков, так и со стороны разработчиков оружия. В ноябре 1957 г. Главный штаб ВМФ представил на имя С.Г. Горшкова доклад с обоснованием нерациональности крупных затрат на переоборудование крейсеров. Главком, не согласившись с этим мнением, создал две комиссии, которые должны были рассмотреть различные варианты использования кораблей.
Комиссия адмирала Н.И. Виноградова (работавшая в Ленинграде) признала необходимость переоборудования крейсера «Максим Горький» в экспериментальный корабль. Комиссия, возглавляемая адмиралом С.Е. Чурсиным в Севастополе, высказалась за сохранение крейсера «Ворошилов» в качестве боевой единицы с проведением модернизации.
Тем не менее Главный штаб ВМФ, ознакомившись с выводами комиссий, продолжал настаивать на нецелесообразности переоборудования крейсеров, а в феврале 1958 г. появилось отрицательное заключение по проекту 33. Основные соображения моряков сводились к тому, что к моменту завершения переделки крейсеров в опытовые суда в строй начнут вступать корабли с уже отработанными комплексами ракетного оружия. Главком, не поддержав ни одну из сторон, принял через два месяца компромиссное решение — утвердить технический проект 33 и переоборудовать по нему крейсер «Ворошилов», а «Максим Горький» законсервировать до принятия решения о его дальнейшей судьбе.
Постановлением правительства от 3 декабря 1958 г. Министерству обороны и Госкомитету по судостроению поручалось представить предложения по дальнейшему использованию легких крейсеров (проекта 2ббис и проекта 68бис), в том числе для испытаний экспериментальных комплексов и элементов ракетного оружия (систем управления пусковых установок, устройств хранения и подачи ракет на пусковые установки и пр.). В марте 1959 г. подготовленный ВМФ и ГКС проект доклада по поручению министра обороны Р.Я. Малиновского рассматривался Генеральным штабом, который в конце того же месяца представил министру обороны по этому вопросу справку. В справке, подписанной начальником Генерального штаба маршалом В.Д. Соколовским, отмечалось, что для проведения испытаний новых образцов ракетного оружия модернизируется легкий крейсер проекта 2ббис «Ворошилов». 18 апреля 1959 г. крейсер «Максим Горький» был исключен из состава ВМФ и передан на слом. Крейсер «Ворошилов» переоборудовали вначале в опытовое судно ОС-24, а затем в плавказарму ПКЗ-19.
Итак, к сентябрю 1957 г. проект ракетного комплекса Д-3 был готов, но из- за занятости ОКБ-58бдругими заказами по ракетной технике главный конструктор М.К. Янгель передал работы по морским баллистическим ракетам в СКБ-385 главного конструктора В.П. Макеева в г. Златоусте. Сказались и сложность размещения столь крупногабаритных ракет на борту подводной лодки, и явное отставание нового комплекса от своего американского аналога по боевым возможностям, а также большая загруженность ОКБ-586 работами по созданию стратегических ракет наземного базирования.