В ракете с самого начала появились такие продвинутые решения, как стеклопластиковый корпус, композитные углерод-углеродные сопловые вкладыши и управление при помощи впрыска френола в сопло, вместо газовых рулей (технологии, используемые на «Поларис» А3).
Первые пуски проводились на стенде, при этом сначала выстреливался габаритно-весовой макет с минимальным зарядом топлива в первой ступени. Пуск осуществлялся при помощи порохового аккумулятора давления. Ракета выстреливалась из шахты, и включала двигатель на высоте около 10 метров над водой, на долю секунды зависала, затем прыгала в непредсказуемом направлении примерно на километр и плюхалась в воду. Чтобы макет не утонул, вокруг него надувалась оболочка-понтон, упрятанная при старте в корпусе второй ступени.
Способ старта полностью отличался от Р-11ФМ, которая заводила двигатель прямо в шахте. Первый макет взорвался с невероятным грохотом и салютом из горящих кусочков топлива — технология отверждения для топливных зарядов такого большого диаметра была ещё недостаточно отработана, и в зарядах возникали трещины. Пламя при горении заряда распространялось по поверхности трещины, резко возрастала площадь горения и давление в двигателе, в результате ракета взрывалась. Как только технологию отверждения отработали, макеты начали летать штатно. Это позволило уже в конце 1958 года перейти к запускам сначала с полным зарядом топлива в первой ступени, а затем и заряженной топливом второй ступенью. Испытания в составе всех трёх ступеней отложили до весны.
Академик Борис Петрович Жуков в НИИ-125 постоянно работал над совершенствованием рецептур и характеристик твёрдого топлива. Параллельно разведка сумела завербовать одного из сотрудников компании Air Jet General, разрабатывавшей топливо для «Поларисов». Наши агенты представились французами, работающими над рецептурой твёрдого топлива для своей ракеты, и расплачивались наличными.
Когда академику Жукову доставили информацию об американской топливной рецептуре, выяснилось, что она до десятых долей процента совпала с одним из вариантов, уже отрабатывавшихся в НИИ-125. Получив подтверждение, что он на верном пути, Борис Петрович утвердил состав топлива для макеевской 3М23 (АИ-наименование разрабатываемой ракеты).
Второй важной разработкой, испытания которой начались в августе 1958 года, была челомеевская ракета П-5, по решению Хрущёва разрабатывавшаяся сразу в варианте противокорабельной (П-6 по привычному для нас обозначению). Начало испытаний П-5 сдвинуло с мёртвой точки сразу несколько кораблестроительных программ, «застрявших» по причине неготовности «главного ракетного калибра». Тем более, что с апреля 1958 года вышла на испытания и ракета нашего первого морского ЗРК М-1. Она же же использовалась в маловысотном комплексе С-125.
Как только П-5 и зенитная В-601 начали летать, на Балтийском заводе возобновились работы по переоснащению строящихся крейсеров проекта 68бис. Хотя электронная аппаратура комплекса М-1 ещё не производилась серийно, корабли начали оснащать пусковыми установками ЗРК и ПКР, монтаж которых занимал больше всего времени.
В качестве дальнобойного зенитного вооружения на крейсеры монтировалась аппаратура комплекса М-2, создававшегося на основе сухопутного С-75. Но в нём оказалось больше отличий, чем сходства.
На 14 уже построенных крейсерах переоборудование проводилось аналогично переоборудованию старых американских артиллерийских крейсеров — сохранялись 1 и 4 башни, вместо 2-й и 3-й ставились ПУ ЗРК М-1 в носовой части и ПУ ЗРК М-2 в кормовой. Контейнеры ПКР П-6 ставились побортно, один за другим, с наклоном в 15 градусов и перекрытием переднего задним. МЗА размещалась на свободных местах надстроек и корпуса.
7 недостроенных крейсеров достраивались без артиллерийского вооружения главного калибра, только с МЗА и универсальными 76-мм автоматами по бортам. Их «главным калибром» являлись ПКР П-6 и комплекс М-2 на месте 2-й и 3-й башни. Место 1-й и 4-й занимали ПУ ЗРК М-1. Боекомплект ЗУР был заметно увеличен.
Противолодочное вооружение включало торпедные аппараты для запуска противолодочных торпед, и реактивные бомбометы (РБУ-2500 с последующей заменой на РБУ-6000), а также ГАС.
Модернизированные, уже построенные крейсеры получили обозначение проекта 70К, а модернизированные в ходе достройки, с усиленным зенитно-ракетным вооружением — 70П. (АИ)
Большое водоизмещение крейсера позволило разместить на нём полноценную ЭВМ разработки Исаака Семёновича Брука, обеспечивавшую одновременное сопровождение 10 целей и наведение ракет на 4 из них.
Исаак Семёнович был человеком сложным, и не любил участвовать в работах по Постановлениям правительства. Но ему хотелось делать ЭВМ на новой элементной базе, а эта элементная база выделялась прежде всего для военных.