Для предотвращения проникновения воды в двигатель при движении ракеты под водой ее передняя часть прикрывалась колпаком обтекаемой формы, отстреливаемым после выхода изделия на поверхность. Жесткие габаритные ограничения (вспомним первоначальное стремление вписать «Гранит» в пусковой контейнер «Малахита») заставили отказаться от идущей еще от П-5 компоновки с подфюзеляжным расположением воздухозаборника, перейдя к его лобовому расположению по типу истребителя МиГ-21. Да и общая компоновка маршевой ступени ракеты напоминала этот знаменитый самолет, разумеется, не без некоторых отличий. Так, хвостовое оперение было выполнено с крестообразным расположением плоскостей, которые имели в плане треугольную, а не стреловидную форму. Все аэродинамические поверхности при размещении в пусковой установке складывались.

Основная радиолокационная антенна «Гранита», как и на МиГ-21, размещалась в центральном теле сверхзвукового воздухозаборника. В стремлении увеличить размеры антенны головки самонаведения рассматривался и вариант ракеты с выдвижным воздухозаборником, но он был отвергнут из-за трудностей с обеспечением герметизации при подводном старте.

Ленинградским ЦНИИ «Гранит» (бывший НИИ-49) для одноименной ракеты была создана наиболее совершенная аппаратура управления и самонаведения из когда-либо разработанных в Советском Союзе. Применительно к ней можно без всяких натяжек употреблять понятие «искусственный интеллект». Классификация главной цели и распределение ракет залпа осуществлялись с применением алгоритмов теории игр.

Атомная подводная лодка пр. 949.

В целях наиболее достоверного определения главной цели и эффективного преодоления ПВО противника в полной мере использовались возможности массированного залпа «гранитов» и объединения радиолокационной информации ракет залпа. Для повышения вероятности прорыва к цели наряду с маневром предусматривалось построение оптимального боевого порядка ракет и задействование станций активных помех.

Разработку системы управления в «Граните» возглавил В.Б. Голованов, которого с 1973 г. сменил Н.М. Мозжухин. Бортовая аппаратура создавалась под руководством Л.М. Камаевского, корабельная для подводной лодки — Б.Н. Степанова, для надводных кораблей — Е.П. Михеева.

Эскизный проект был выпущен в 1969 г., а спустя шесть лет начались первые пуски ракет в нештатных комплектациях. Первый пуск из-под воды провели 26 февраля 1976 г., в том же году завершились автономные испытания у мыса Фиолент. При испытаниях в Неноксе выявились многократные сбои в работе бортовой аппаратуры производства серийных заводов. Для наведения порядка организовали ЛНПО «Гранит», включив в него, помимо головной организации, ленинградские «Завод им. А.К. Кулакова» и «Северный пресс», а также завод «Омега» в Казахстане. Основной объем испытаний был проведен в 1979—1980 гг. с применением стенда ЦСК. Испытания в Неноксе завершились после проведения 17 пусков в сентябре 1979 г. Вскоре начались и пуски ракет с основных кораблей-носителей — подводной лодки пр. 949 и атомного крейсера пр. 1144.

В ходе государственных испытаний крейсера «Киров», проводившихся с сентября по декабрь 1980 г., были осуществлены четыре фактических пуска ракет «Гранит», в том числе двухракетным залпом на дальность, близкую к максимальной. Мишенная обстановка включала судно-цель пр. 1784 в окружении нескольких корабельных щитов. При одиночных пусках на среднюю и минимальную дальность обе ракеты навелись на главную цель. Ее же поразила и одна из ракет при залповой стрельбе, а вторая ракета ушла на один из щитов.

Головная подводная лодка пр. 949 К-525 провела первый пуск «Гранита» в начале декабря 1980 г. Вопреки программе пуска, ракета ушла на большую высоту и не спикировала на цель. Казус списали на случайный сбой бортового вычислительного комплекса, но через пару дней очередное испытание прошло аналогично. Анализ выявил ошибку в алгоритме управления, которую весьма оперативно устранили. Двухракетный залп и одиночный пуск в середине декабря завершились успешно.

После проведения 20 пусков с подводной лодки и восьми — с крейсера совместные испытания завершились в августе 1981 г., а 19 июля 1983 г. комплекс официально приняли на вооружение.