С учетом новизны создаваемой системы управления процесс отработки ракеты был спланирован таким образом, чтобы как можно раньше, не дожидаясь готовности бортовой аппаратуры, провести на макетах и ракетах в упрощенной комплектации отладку важных элементов начального участка функционирования. При этом для выдачи команд на срабатывание пиротехнических устройств и задействование агрегатов ракеты использовалась упрощенная нештатная автоматика.

К концу 1977 г. началась отработка функционирования ракеты на основном маршевом участке полета. Оснащенная автопилотом маршевая ступень ракеты сбрасывалась над акваторией Черного моря с самолета Ту-16 КСР-2 для выполнения программного полета по дуге протяженностью 90 км. При первом пуске 24 декабря, немного поработав, отказал маршевый двигатель. Не была достигнута заданная дальность и при испытаниях 27 января 1978 г.

28 марта вновь приступили к пускам с подводной лодки, которые выявили низкую надежность двигателя ТРДД-50. Только в одном из четырех пусков, выполненных до 10 августа, была достигнута заданная дальность 130 км. В результате было принято решение временно прекратить испытания и перейти к применению на ракете двигателя Р-95-300.

Начиная с 26 декабря 1978 г. по 19 июля 1979 г. осуществили четыре пуска ракет с новым двигателем с береговой пусковой установки, при этом только в одном была получена заданная дальность 125 км, а в остальных полет закончился аварийно из-за отказа бортовой системы управления. Также неудачно прошел 23 сентября и последний пуск с подводной лодки С-49. Далее испытания на Черном море велись с подводной лодки С-128 того же проекта 633РВ, но с несколько иной комплектацией корабельной аппаратуры. В ходе пяти пусков с 20 мая по 23 декабря 1980 г. дважды была достигнута заданная дальность 200-220 км.

Далее в течение полутора лет ракета доводилась до штатной комплектации, после чего начался этап государственных испытаний на Севере. Здесь предстояло решить наиболее сложные задачи, связанные с отработкой бортовой системы управления и полетов на неслыханные для корабельных крылатых ракет дальности. Построили береговой стенд, отличавшийся от размещенного на феодосийском полигоне стенда более полной комплектацией корабельной аппаратурой комплекса и имитаторами обеспечивающих лодочных систем — навигационного комплекса «Медведица-РТМ», системы управления торпедными аппаратами, боевой управляюще-информационной системы «Омнибус».

Испытания стартовали еще в 1979 г. Они начались с отладки корабельной аппаратуры, включая систему управления стрельбой, установленную уже на Севере на К-254 — головной атомной подводной лодке пр. 671РТМК постройки Адмиралтейского завода (строительный номер 01638). Первый пуск с лодки по программе главного конструктора провели 30 ноября 1981 г. Государственные испытания начались 23 апреля 1982 г. пуском с берегового стенда, а с 21 июля продолжились и с подводной лодки К-254. Завершающий их этап осуществлялся пусками с лодки с 8 апреля по 23 августа 1983 г., а в апреле следующего года комплекс «Гранат» был принят на вооружение. В 1988 г. завершились и испытания ракеты с более совершенной лодки пр. 971.

Продольный разрез атомной подводной лодки пр. 667АТ.

Схема крылатой ракеты «Гранат».