В 1949 году ЦКБ-18 по заданию Пятого главного управления МСП выполнило предэскизный проект П-2 подводной лодки, на которой были размещены реактивные снаряды дальнего действия. ПЛ предназначалась для обстрела прибрежных районов территории противника реактивными снарядами и для решения других обычных для торпедной лодки задач. Размещение на ПЛ реактивных снарядов дальнего действия потребовало разработки целой серии вариантов проекта ПЛ. В проекте были приняты для размещения следующие реактивные снаряды:

В соответствии с Постановлением СМ СССР от 19 июля 1955 года и ТТЗ ВМФ, выданным 26 августа 1955 года, ЦКБ-18 в 1955 году разработало проект П-611 - переоборудованная ПЛ пр.611 для отработки комплекса П-10. Проект переоборудования был утвержден совместным решением МСП и ВМФ 30 марта 1956 года. В состав реактивного вооружения, принятого в проекте П-611, входили:
- один самолет-снаряд П-10;
- контейнер, где самолет-снаряд хранился со сложенными консолями крыла;
- стартовое устройство;
- система навигационных приборов;
- комплексная система управления стрельбой;
- устройства, системы и приспособления, обеспечивающие нормальную эксплуатацию реактивного вооружения.

Следующей попыткой модернизации проекта 611 был проект 631, эскизная разработка которого выполнялась по ТТЗ ВМФ в период июля-сентября 1954 года. Согласно этому ТТЗ ПЛ пр.631 по отношению к проекту 611 должны были обладать следующими преимуществами:
- увеличением в три раза времени непрерывного пребывания под водой;
- увеличением в три раза глубины стрельбы из торпедных аппаратов, с возможностью стрельбы новейшими типами торпед и увеличением на 30% запаса мин;
- увеличением автономности с 75 до 90 суток;
- увеличением скорости хода под РДП с 5 до 8-10 узлов;
- значительным увеличением запаса сжатого воздуха;
- возможностью работы подъемно-мачтовых устройств, средств связи и наблюдения на перископной глубине при скорости хода 8-10 узлов.

Спустя два года после окончания разработки технического проекта 612 ЦКБ-18 в инициативном порядке вновь начало проектные проработки малой дизель-электрической подводной лодки. В ноябре 1950 года было утверждено тактико-техническое задание на проектирование ПЛ пр.б22. В мае 1951 года был выполнен эскизный проект, а в мае 1953 года - технический проект, удовлетворяющий всем требованиям ТТЗ. Одновременно на заводе №196 был построен и принят специальной комиссией натурный деревянный макет ПЛ, на котором совместно с представителями ВМФ проверялись условия обслуживания, ремонтопригодность и обитаемость лодки.

Одновременно с пр.П-611 в 1955-1956 годах в ЦКБ-18 разрабатывался проект П-613 переоборудования ПЛ пр.613 для проведения испытаний в морских условиях комплекса ракетного вооружения П-5. Проект переоборудования был утвержден совместным решением ВМФ и МСП 25 мая 1956 года. Этим же решением была определена и подводная лодка, подлежащая переоборудованию, а именно - «С-146», зав. № 302, постройки завода «Красное Сормово».

Для отработки подводного старта баллистических ракет М-1 использовалась новая опытная подводная лодка (Q-251). Ее корпус был заложен еще в 1956 г. под создание ракетной атомной подводной лодки (Q-244), но затем в связи с отсутствием АЭУ строительство приостановилось. С началом программы создания собственных атомных ракетных подводных лодок в 1962 г. на судостроительной верфи в Шербуре на базе корпуса подводной лодки Q-244 началось строительство дизель-электрической подводной лодки Q-251, которая предназначалась для использования в качестве экспериментальной для отработки запусков баллистических ракет из-под воды.