Пришлось прервать испытания и заняться доработкой бортовой и корабельной аппаратуры. При пусках трех ракет 30 ноября, проведенных в сложных метеоусловиях (ветер до 15 м/с, волнение 4—5 баллов) два изделия поразили цель, а третье самоликвидировалось уже за целью. Пуски двух П-5Д прошли вполне успешно.

Головная дизель-электрическая подводная лодка К-156 пр. 651 была представлена на государственные испытания на три недели раньше К-166, но эти испытания дважды надолго прерывались из-за массового выхода из строя серебряно-цинковых батарей. В результате пуски провели только 21 ноября, когда основные проблемы с П-6 были уже решены в ходе испытаний атомной К-166. Все три запущенные П-6 попали в корабль-цель пр. 1784. Найти в районе цели следы единственной запущенной П-5 не удалось, но этот казус, видимо, никого особенно не огорчил.

Всего за 3 года испытаний с наземного стенда было проведено 39 пусков П-6, а при испытаниях с подводных лодок, продолжавшихся 3,5 года, — еще 41 пуск.

Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 23 июня 1963 г. комплекс П-6 был принят на вооружение подводных лодок пр. 651 и 675 для применения на дальностях до 250 км при избирательном поражении целей и до 350 км при стрельбе по групповым целям. Скорость ракеты определялась величиной 1450—1650 км/ч, вероятность поражения цели — 0,7—0,8. На конечном участке полета ракета сближалась с целью на высоте 70—120 м.

Наряду с корабельным комплексом с ракетой П-6 в соответствии с постановлением от 19 июня 1959 г. разрабатывался и его береговой вариант П-6Б, предназначенный для замены стационарных систем «Стрела» в Крыму и на острове Кильдин. В соответствии с выпущенным в сентябре 1958 г. эскизным проектом началось изготовление матчасти комплекса. Однако по постановлению от 5 февраля 1960 г. эти работы прекратились. В дальнейшем разработка новых береговых ракетных средств была переориентирована на использование более легких ракет П-35 в составе как подвижных комплексов «Редут», так и стационарных комплексов «Утес».

Другим незавершенным вариантом, начатым по тому же июньскому постановлению 1959 г. и в какой-то мере дублировавшим П-6, была система П-5РГ, создававшаяся на базе ракеты П-5, дооснащенной активной радиолокационной головкой самонаведения, разработка которой поручалась коллективу Н.А. Викторова в ОКБ-463. Принципиальным отличием от П-6 стал отказ от избирательного поражения целей и, соответственно, участия оператора и корабля-носителя в процессе наведения ракеты после ее старта. Головка самонаведения захватывала цель самостоятельно. Максимальная дальность пусков принималась в 2—3 раза меньшей, чем у П-6, — всего 100—120 км. При этом для обеспечения автономного целеуказания средствами лодки предусматривалась ее комплектация вертикально взлетающим турболетом с передачей информации усовершенствованной аппаратурой системы «Успех». Разработка турболета все тем же постановлением 1959 г. поручалась ОКБ завода №938 во главе с Н.И. Камовым. За счет простоты системы предполагалось приступить к летно-конструкторским испытаниям П-5РГ всего через год после начала работ, в III кв. 1960 г., а к середине 1961 г. начать совместные испытания с привлечением экспериментального образца турболета с подводной лодки пр. 644.

Помимо своеобразной подстраховки системы П-6 комплекс П-5РГ обладал и определенным преимуществом: он не требовал громоздкого корабельного оборудования и мог применяться с подводных лодок — носителей системы П-5, массовое переоборудование которых из обычных торпедных лодок пр. 613 по пр. 665 предусматривалось семилетней программой кораблестроения. Однако в дальнейшем число этих модернизируемых лодок сократилось впятеро. Разработка комплекса П-5РГ, по боевым возможностям существенно уступавшего П-6, была признана нецелесообразной и прекращена по постановлению от 5 февраля 1960 г.

Проект 651

Первоначальный замысел проекта 651 восходил к пр. 646  — ракетоносной модификации дизель-электрической лодки пр. 641, которые строились большой серией на ленинградском Судомеханическом заводе с конца 1950-х по 1970-е гг. сначала для отечественного, а на завершающем этапе — для зарубежных флотов. Предварительные проработки по пр. 646 подтвердили возможность установки на лодке водоизмещением 2600 м³ четырех контейнеров с ракетами П-5, но при этом не оставалось резервов на размещение дополнительного оборудования, необходимого для применения ракет П-6. Кроме того, при проектировании конструкторы столкнулись с ограничениями, обусловленными агрегатной мощностью дизелей и электромоторов, разработанных для первых послевоенных лодок пр. 613 и 611. Промышленность завершала создание новых, более мощных образцов, но их габариты не позволяли обеспечить размещение в прочных корпусах ранее строившихся подводных кораблей.

Поэтому заданная постановлением от 25 августа 1956 г. подводная лодка пр. 651 — носитель комплекса П-6, проектировавшаяся в ЦКБ-18 под руководством главного конструктора А.С. Касациера, создавалась заново, без жестких требований по унификации с ранее созданными проектами. В частности, по сравнению с пр. 641 диаметр прочного корпуса был увеличен с 6,1 до 7,6 м, ширина — с 7,5 до 9,7 м. При этом полная длина даже сократилась с 91,3 до 85,9 м при нормальном водоизмещении 3130 м³.

Подводные лодки пр. 651 получили на флоте прозвище «утюги».