建造工作一开始就严格保密。建好的部分用帆布遮盖并装入箱子转移至仓库，随后运到42号车间。该车间被用围墙围起，有进厂通行证的人如果没有特别通行证，也不能进入该车间。厂里人都不明白42号车间里在发生什么事。应该强调的是，美国在建造“ 鹦鹉螺”号核潜艇时也采用了类似措施。随后的核潜艇建造工作也采用了相同的保密措施。

1954年4月，根据苏联交通部长И.И.诺森科的命令任命经验丰富的造船工程师П.В.戈洛洛博夫为42号车间负责人。很快，又任命了工程师和工长。厂长叶戈罗夫将所有人召集到他的办公室，布置了建造核潜艇这项史无前例的全新任务，并强调了第 254号订货任务的特殊保密性。

1955年9月24日举行了K-3号艇的开工仪式，出席仪式的除工厂领导人外，还有第一艘核潜艇的科研领导人А.П.亚历山德罗夫院士，造船工业部部长Б.Е.布托马，中型机器制造部部长Е.П.斯拉夫斯基，海军造船局局长Н.В.伊萨钦科夫，总设计师В.Н.佩列古多夫和海军代理总司令С.Г.戈尔什科夫海军上将(当时的海军总司令Н.Г.库兹涅佐夫苏联海军元帅病重)。

1957年9月13-14日，在А.П.亚历山德罗夫院士的亲自指挥下，通过第5舱活板向2 座干反应堆填加了核燃料。填料后，苏联科学院原子能研究所的物理学家们对2座反应堆的活性区物理状态进行监测，在主要部位上都有专家值班。经与艇长奥西边科海军上校协商后，工厂交付小组成员在第5、6、7舱(反应堆舱、涡轮机舱、机电舱)的密封围壁内(装有主动力装置操纵台)和右舷值班，而K-3号艇艇员在工厂专家的指导下在左舷值班。由工厂专家对艇员行动和可能发生的故障负全部责任。

这些措施极为重要，因为此时在反应堆舱中正日夜进行焊接施工和安装核蒸气发生装置管道，同时还在试验两舷的汽轮机，它们使用外部蒸气源，因为反应堆自己的放热系统暂时还不能工作。切都在按计划进行，但在试验结束阶段外部蒸气源发生故障，结果导致推迟了试验时间。1958年3月7日，因为试验时间推迟和没有按第254号订货任务完成建造施工，厂长佩列古多夫受到了处分。但汽轮机在工厂发生的这次故障避免了在未来试航和使用过程中发生更严重的灾难。

1958年4月初，将左舷蒸气发生装置管道接缝全部焊死，右舷焊接工作继续进行。1958年 4月19日开始主动力装置综合系留试验。这是苏联造船史上最重要的历史时刻之一。第一艘国产核潜艇上的全部用电设备得到了来自涡轮发电机的供电，后者使用来自自己的核蒸气发生装置而不是外部蒸气源的蒸气。潜艇兵的理想从这一刻起变成了现实：不必再为充电而上浮，而且可以不低于水面的航速航行，能无限期地在水下活动。

1958年5月19日，中型机器制造部专门组建的跨部门委员会开始对两舷的主动力装置进行综合试验。

1958年7月3日，决定开始试航。工厂交付小组部分人员和全体艇员在甲板上列队，艇长奥西边科向海军总司令戈尔什科夫海军上将报告核潜艇已经做好试航准备。总司令下令升起海军旗，这是苏联历史上首次在开始试验时不是悬挂国旗。核潜艇支队长 В.П.茨韦特科宣读了行动命令。移交工作负责人Н.Н.多夫甘按厂长叶戈罗夫的命令降下国旗，而艇长及政治副艇长按支队长命令升起海军旗，升舰首旗，挂满旗，奏国歌。

在甲板上参加仪式的国家和各行业、部门领导人有Д.Ф.乌斯季诺夫、Б.Е.布托马、 Е.П.斯拉夫斯基、А.П.亚历山德罗夫、В.Н.佩列古多夫、П.В.戈洛洛博夫，以及海军将领——海军副总司令В.Н.伊万诺夫、北方舰队潜艇部队司令А.Е.奥廖尔、海军造船局局长Н.В.伊萨钦科夫。

第二天一早，K-3号艇由拖船拖离码头。1958年7月4日10时03分，亚历山德罗夫院士站在控制台前，在主动力装置操纵台的值班日志中写下了划时代的历史记录：“国家首次不是用煤和重油而是用涡轮机产生蒸气。”