Проведенные в три этапа испытания экспериментально подтвердили в первую очередь принципиальную возможность подводного старта ракет с ЖРД. Другим результатом явилось то, что конструкции пусковой шахты и находящейся в ней пусковой установки, корабельных устройств и систем обеспечивают нормальную погрузку, транспортировку, хранение и пуск опытных баллистических ракет С-4.7, а старт ракет из подводного положения не оказывает отрицательного воздействия на экипаж подводной лодки.
Таким образом, была не только доказана возможность создания баллистических ракет, стартующих из подводного положения, но и определены основные научные и технические направления практического решения проблемы создания боевых баллистических ракет такого типа и подводных лодок, вооруженных ими.
Министерство обороны и Государственные комитеты Совета Министров СССР по оборонной технике, судостроению и радиоэлектронике обратились к правительству с предложением приступить к созданию боевых комплексов ракетного вооружения с баллистическими ракетами, стартующими с ПЛ в подводном положении. Совет Министров СССР одобрил их предложение и 20 марта 1958 г. принял постановление о развертывании работ по созданию новых ракетных комплексов1 с баллистическими ракетами, стартующими из-под воды, применительно к большим подводным лодкам проектов 629 и 658.
Головными исполнителями работ были утверждены:
- по ракетам в целом, контрольно-испытательной аппаратуре для технической и стартовой позиций — ОКБ-586 (главный конструктор М.К. Янгель);
- по бортовой системе управления, приборам предстартового контроля для технической и стартовой позиций — СКБ-626 (главный конструктор Н.А. Семихатов);
- по бортовым гироскопическим приборам и корабельным счетно-решающим приборам — НИИ-49 (главный конструктор И.А. Турьев);
- по пусковой установке — ЦКБ-34 (главный конструктор Д.Е. Бриль);
- по размещению ракетных комплексов на подводных лодках: проекта 629 — ЦКБ-16 (главный конструктор Н.Н. Исанин), проекта 658 — ЦКБ-18 (главный конструктор И.Б. Михайлов).
Новому комплексу присвоили индекс Д-4 и определили его назначение — поражение промышленных объектов в глубине территории противника, на большом удалении от места старта. Дальность стрельбы задавалась большей, чем у комплекса Д-2, и должна была уточняться в зависимости от возможностей установки Д-4 на подводные лодки, что определялось габаритными размерами пусковых шахт.
В месячный срок после выхода постановления Военно-Морскому Флоту предстояло выдать головным исполнителям работ согласованные с ними технические задания, а им, в свою очередь, представить в IV квартале 1958 г. предэскизные проекты комплекса для переоборудования под него строящихся подводных лодок.
В то время на вооружении имелись подводные ракетоносцы (например, проекта 629), вооруженные тремя ракетами Р-13. Вскоре стала очевидна необходимость перехода к более крупным подводным лодкам с большим числом ракет, и в кораблестроительной программе на «семилетку» (1959—1965) в качестве основного носителя Р-21 стала рассматриваться атомная подводная лодка проекта 667. Она первоначально задумывалась как носитель всего трех крылатых ракет П-100.
Проектирование атомного ракетоносца второго поколения проекта 667 велось в 1958— 1960 гг. в ЦКБ-18 под руководством главного конструктора А.С. Кассациера. Подводную лодку предполагалось оснастить комплексом Д-4 с баллистическими ракетами подводного старта Р-21 (а также комплексом Д-6, твердотопливные ракеты для которого разрабатывались в ЦКБ-7).
' Этим постановлением задавалась разработка также ракетного комплекса Д-5 с ракетой Р-27 (СКБ-385, главный конструктор В.П. Макеев), предназначенного для размещения на подводных лодках проекта 639 (СКБ-143, главный конструктор В.П. Фуников). В ходе дальнейшего проектирования комплекс разместили на подводных лодках проекта 667.