Поперечный разрез ПЛ проекта 629А в районе установки ракетных шахтСМ-87-1.	Схема пусковой установки для подводного старта БРР-21: 1 —  пусковой стол с амортизацией; 2  —  направляющие; 3    —  средние опоры с амортизацией; 4 —  верхняя опора с амортизацией; 5     — механизм заштыривания; 6     — механизм расстыковки и удержания электро- и пневморазъемов;  7 — шахта.

После восстановления прочного корпуса IV отсека были заново, по новым чертежам, выполнены конструкции прилегающих к нему прочных цистерн: уравнительной, кольцевого зазора и замещения отрицательной плавучести ракет.

Энергетическая установка была аналогична ЭУ подводной лодки проекта 629, кроме аккумуляторной батареи: вместо 46-СУ использовали 48-СМ, состоявшую из 448 аккумуляторов в четырех группах.

В отличие от ракет Р-11ФМ и Р-13, Р-21 разрабатывались в ампулизированном виде. На подводную лодку их грузили полностью снаряженными, заправленными компонентами топлива. Это позволило аннулировать на подводной лодке потенциально пожароопасную систему заправки горючим.

С 14 октября по 20 ноября 1966 г. прошли швартовные испытания К-88. 22 ноября корабль вышел на заводские ходовые испытания и за 14 ходовых дней прошел 1033 мили, в том числе 170 миль под водой. Приказом директора завода Г.Л. Просянкина, согласованным с районным инженером ГУК ВМФ В.В. Володиным, 15 декабря лодку предъявили комиссии Государственной приемки. 22 декабря 1966 г. К-88 вышла на государственные испытания.

После глубоководного погружения с грузовыми макетами и погрузки ракет был произведен пуск двух Р-21 из средней и кормовой шахт (в носовой на этот раз находился действующий макет). Общее время предстартовой подготовки и старта двух ракет составило 1 ч 15 мин. Пролетев более 1000 км, ракеты отклонились от расчетных точек падения менее одного километра (по направлению) и несколько больше ( + 4,07 и +4,14 км) по дальности. Результаты пусков были оценены полигоном на «хорошо».

За семь ходовых дней государственных испытаний корабль прошел 767 миль, в том числе 102 мили в подводном положении. 28 декабря 1966 г., после полного выполнения программ заводских ходовых и Государственных испытаний, К-88 под командованием капитана 2 ранга Б.В. Рудых была принята комиссией Госприемки кораблей под председательством капитана 1 ранга В.П. Рыкова в состав ВМФ. Таким образом, она стала головным кораблем проекта 629А.

ПЛ проекта 629А с установленным в кормовой части выпускным буксируемым устройством К-657 «Параван» ТОФ, начало 1980-х гг.	Фрагмент рубки ПЛ проекта 629А.

Первым кораблем по проекту 629А на Тихом океане была К-129 (бывшая Б-103, заводской номер 132). Ответственным сдатчиком модифицируемой на Дальзаводе Б-103 стал В.Н. Бурменский, имевший большой опыт по переоборудованию и ремонту ДЭПЛ проектов 611 и 629. В апреле 1967 г. головной корабль Дальзавода К-129 по проекту 629А был готов. После приемочных испытаний и зачетных стрельб подводную лодку (бортовой номер 165) приняли в состав ВМФ.

Ракетный комплекс Д-4 с БРПЛ Р-21 устанавливался в 1966—1972 гг. в ходе плановой модернизации на дизельные лодки проекта 629А (всего переоборудовано 14 единиц). В период с 1966 по 1972 г. на заводе «Звездочка» по проекту 629А модифицировали восемь кораблей. За этот же период на Дальзаводе сдали флоту еще шесть лодок, в том числе К-126, К-129, К-139, К-75 и К-136. К тому времени их оружие явно устарело по сравнению с новым комплексом Д-5 с ракетой Р-27, которым в те же годы оснащались АПЛ проекта 667А. Сомнительная ценность перевооружения проекта 629 на Д-4 подчеркивалась тем, что на подводных лодках свободно размещались и более дальнобойные Р-27.