Для наблюдения за воздушной и надводной обстановкой ПЛ была оснащена зенитным светосильным перископом ПЗНС-9 с оптическим вычислителем координат. Подъемное устройство позволяло поднимать перископ с глубины до 30 м при скорости до 10 узлов и волнении до 5 баллов. Имелись РЛС РЛК-101 и МТП- 10, а также система определения государственной принадлежности «Нихром».
Для двухсторонней сверхбыстродействующей засекреченной радиосвязи с береговыми командными пунктами, другими кораблями и взаимодействующими с подводной лодкой самолетами имелась современная (по меркам 1960-х годов) радиосвязная аппаратура. Корабль был оснащен системой радиоразведки, обеспечивающей поиск, обнаружение и пеленгование работающих радиостанций противника.
Основное вооружение было представлено противокорабельным ракетным комплексом «Аметист» с 10 крылатыми ракетами, размещенными в наклонных контейнерах, расположенных побортно вне прочного корпуса. Максимальная дальность стрельбы составляла 70 км.
Старт ракеты выполнялся из подводного положения с глубины 30 м из предварительно затопленного заборной водой контейнера. Сразу после выхода из контейнера срабатывал стартовый двигатель, и раскрывалось крыло, а в надводном положении включался маршевый твердотопливный двигатель.
В состав ракетного комплекса входила также аппаратура предстартового контроля, приборы бортовой системы управления ракетной стрельбой, связанные с гидроакустическим комплексом, комплексом управления торпедной стрельбой, навигационным комплексом, а также стабилизатором управления курсом и глубиной.
Пусковая установка обеспечивала хранение, транспортировку, дистанционную предстартовую подготовку и старт крылатых ракет без доступа в контейнер. КР принимались на борт корабля в окончательно снаряженном для старта состоянии. Обеспечивалось их надежное хранение и запуск в течение трехмесячного пребывания в море.
Весь ракетный боекомплект мог быть выпущен в двух залпах, интервал между которыми составлял три минуты (по мнению специалистов, это являлось крупным тактическим недостатком проекта, затруднявшим эффективное применение ПЛАРК по основным целям – авианосцам).

В носовой оконечности подводной лодки размещалось четыре 533- мм торпедных аппарата (суммарный боекомплект – 12 торпед), обеспечивающих стрельбу с глубины до 200 м. Управление торпедной стрельбой осуществлялось посредством автоматизированной системы «Ладога-П- 661».
Длина наибольшая 106,9 м
Ширина наибольшая 11,5 м
Средняя осадка 8,1 м
Водоизмещение:
нормальное 5197 м3
полное 7000 м3
Предельная глубина погружения 400 м
Полная скорость подводного хода 44,7 уз.
Надводная скорость 19,0 уз.
Автономность 70 сут.
Экипаж 80 чел.
На испытаниях К-162 продемонстрировала высокие маневренные качества как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Обладая уникальными скоростными и маневренными характеристиками, сочетающимися с мощным гидроакустическим комплексом, обладающим большой дальностью обнаружения, ПЛАРК 661-го проекта могла осуществить быстрое развертывание в заданном районе боевых действий, а также выбрать выгодную позицию для использования оружия и производства повторной атаки, что значительно расширяло ее боевые возможности по сравнению с атомоходами других проектов.
Лодка представляла собой своеобразную лабораторию, где в натурных условиях осуществлялась отработка новых образцов оружия и вооружения. Многое из того, что было создано для этой опытной подводной лодки, в дальнейшем было использовано на новых кораблях других проектов.
Опытная эксплуатация корабля началась в 1970 году и закончилась в декабре 1971 г. В сентябре 1971 г. К- 162 вышла на первую боевую службу, в ходе которой корабль прошел от Гренландского моря до Бразильской впадины, в район экватора, выполняя ряд задач совместно с другими ПЛ и надводными кораблями. Велось сопровождение авианосца «Саратога». При этом американский корабль неоднократно пытался оторваться от подводной лодки, развивая скорость более 30 узлов, однако достичь желаемого результата ему не удалось. Более того, АПЛ, осуществляя маневры, иногда опережала американский корабль. За два с половиной месяца, проведенных в походе, лодка всплывала на поверхность всего один раз.
После завершения опытной эксплуатации К-162 прошла ремонт в Северодвинске и в 1974 году вновь вернулась в боевой состав флота.
На Западе лодка 661-го проекта получила название Papa («Папа»), У нас на флоте ее называли «Золотой рыбкой» (несколько раньше это весьма престижное прозвище носила АПЛ 645-го проекта).
Первоначально предполагалось, что после постройки головной (опытной) субмарины 661-го проекта последует закладка еще 10 серийных кораблей этого типа. Однако в дальнейшем число серийных ПЛАРК сократили до пяти, затем до трех, а в принятом в 1964 г. новом пятилетнем плане вообще решили ограничиться постройкой одного атомохода 661-го проекта. В значительной степени это объяснялось нехваткой в стране титана, а также технологическими трудностями, значительно затягивающими сроки строительства столь уникального корабля.
В 1970 году вновь обсуждался вопрос о закладке серии ПЛАРК усовершенствованного проекта – 661М. Было проработано три варианта подводной лодки, отличающихся водоизмещением (от 5197 до 6208 т), подводной скоростью (39-42 узлов), ГЭУ (43000- 55000 л.с.) и другими параметрами. Однако к этому времени уже было развернуто серийное строительство не обладавших столь высокими скоростными характеристиками, но значительно более дешевых и малошумных подводных лодок 670-го проекта, имеющих соизмеримую ударную мощь. Кроме того, требовалось внесение существенных изменений в систему управления ракетной стрельбой ПЛАРК 661-го проекта.
Не удовлетворяла флот и высокая подводная шумность корабля. Повышенный уровень собственных акустических помех затруднял работу гидроакустического комплекса. В этих условиях от серийной постройки атомных подводных лодок на основе 661-го проекта было решено отказаться. Не получили развития и предложения по модернизации К-162, включающие установку ракетного комплекса П-120 с последующей заменой на комплекс «Гранит».
В 1978 году ПЛАРК К-162 переименовали К-222. К-222 находилась в строю Северного флота до 1988 года, после чего была выведена в резерв, а в дальнейшем – передана на утилизацию.
Параллельно с работами по созданию дозвуковых малогабаритных стратегических крылатых ракет, предназначенных для пуска из стандартных торпедных аппаратов, в нашей стране, в соответствии с правительственным постановлением от 9 декабря 1976 г. началась разработка принципиально нового класса морских стратегических вооружений – сверхзвуковых (М=2,5-3,0) КР с дальностью более 5000 км. Выбор дальности определялся стремлением избежать захода подводной лодки-носителя в зону активной противолодочной обороны США. Кроме того, требовалось поражать территорию противника на достаточно большую глубину.
Разработка сверхзвукового ракетного комплекса «Метеорит-М» с КР ЗМ25 была поручена КБ В.Н.