Việc thiết kế bắt đầu vào giữa những năm 1950 tại cục thiết kế OKB-16 cùng hệ thống phóng tên lửa D-2 và thiết kế dựa trên tàu ngầm Đề án 641. Thiết kế ban đầu của lớp tàu này có thể mang theo 3 tên lửa R-11 FM với tầm bắn 150 km. Nó gắn ba ống tên lửa ở phái sau tháp tiềm vọng và chỉ có thể bắn khi nổi nhưng nó vẫn có thể bắn khi đang di chuyển. chỉ có chiếc đầu trang bị loại tên lửa này số còn lại trang bị tên lửa R-13 có tầm bắn xa hơn.

Từ năm 1966–1972 14 chiếc đã được mang ra sử đổi và thử nghiệm để tạo ra mẫu Đề án 629A. Mẫu mới có thể mang tên lửa R-21 với tốc độ di chuyển tăng đáng kể cũng như có thêm các ống ngư lôi để tự vệ hoặc tấn công.

Tất cả các con tàu này đều hoạt động cho đến năm 1990. Năm 1993, 10 chiếc đã được bán cho Cộng hòa dân chủ nhân dân Triều Tiên để tháo sắt vụn. Một chiếc cũng được bán cho Trung Quốc năm 1966.