661型核潛艇的最突出特點是跑得快，它是目前世界公認的水下航行速度最快的核潛艇，它的水下持續航速非常快，超過了44節，超過了冷戰時期美國海軍所有的水面作戰艦的航速。蘇聯作為二戰期間唯一可以和美國抗衡的超級大國，其強大的軍事實力和軍工體系成為其爭霸世界最大的資本。在核潛艇領域，蘇聯曾製造出多艘在威力巨大的導彈核潛艇，有著非常重大的成就。其中661型巡航導彈核潛艇就是其中的代表。

核潛艇作為深海利器，在水下不用露面就能精確的打擊水上目標，使敵人陷入被動之中，甚至可以起到扭轉戰局的作用，一直以來深受各個國家的重視。潛艇的航速一直是最大的問題，661型巡航導彈核潛艇最大的特點就在於動力和速度，動力系統澎湃無比，安裝兩臺功率各為177.4兆瓦的V5P壓水反應堆，配合兩臺各40000馬力的SA-618蒸汽輪機，驅動兩根主軸，為潛艇提供了極高的速度。

美國的航母曾被661型核潛艇追蹤，航母開大馬力想擺脫，可無論怎樣努力，也始終逃不出661型核潛艇的視野。足以見得，661型核潛艇的航速之快。

661型核潛艇的水下排水量可以達到7000噸，是世界上第一艘以鈦合金為艇體材料所建造的核潛艇，具有高強度，高航速，低磁性，高耐腐蝕性，重量輕等特性。艇電系統，水聲系統，動力系統，武器裝備都非常精良。配備10枚SS-N-7/P70紫晶石反艦導彈，總體來說，蘇聯661型核潛艇是一款航速極高，艇體堅固，動力強大，威力巨大的核潛艇。在水下，它的打擊能力非常強大，摧毀艦艇於無形之中，是深海中的霸主。

來自第16中央設計局的N.N.伊薩寧被任命為搭載該型導彈的661型試驗用飛航導彈核潛艇的總設計師。之後該專案由N.F.舒利任科接任，海軍總監督師為Yu.G.伊利斯基，後為V.N.馬爾科夫。

由於採用了大量的新技術，因此最後確定的初步設計方案在1959年4月9日得到批准，技術設計則在1960年12月完成。

為了達到設計要求的高航速，第16中央設計局為其專門設計了小阻力的艇體，艇體尾端被延長並將水線面以小角度向中線面收斂，使其分叉成具有2個軸對稱的錐形導流罩，雙軸雙槳推進，即“分尾形”艇艉。這樣設計是為了讓2個單槳都能在水滴形尖尾的尾流中工作，能夠提高螺旋槳的工作效率。

在第45科學研究所的參與下，第16中央設計局最終選擇了48-OTZ型鈦合金作為661型飛航導彈核潛艇的耐壓殼體和輕殼材料。鈦合金的優點是強度高，密度低，磁性低且耐腐蝕能力強。用鈦合金製造潛艇有利於降低艇的排水量，增大其下潛深度並提高其隱蔽性。但鈦合金的價格高昂，焊接條件要求極高，且廢品率大。661型飛航導彈核潛艇全長106.9米，全寬11.5米，吃水8.06米，水面排水量5197噸，水下排水量6750噸，儲備浮力31%。艇體為雙殼體結構，外殼截面為圓形，工作深度並320米，極限深度400米。水下持續航速達到37-38節。

661型核潛艇可以使用P-70巡航反艦導彈作戰，也可以使用SAET-60電動聲自導反艦魚雷和SET-53M反艦魚雷作戰。