В обстановке глубочайшей секретности в 4 часа 30 минут 15-го сентября 1955 года первая ракета была погружена на Б-67. 16 сентября в 17 часов 32 минуты в Белом море впервые в мире баллистическая ракета была запущена с подводной лодки.

Всего в 1955 году с ПЛ Б-67 было проведено 8 пусков. В 1956 году Б-67 отправилась в первый дальний поход под командованием И. И. Гуляева.

В1958 году летные испытания Р-11ФМ были закончены, и в феврале 1959 года ракетный комплекс Д-1 с баллистической ракетой Р-11ФМ был принят на вооружение.

Ракета Р-11ФМ представляла собой одноступенчатую баллистическую ракету. В некоторых источниках ее называют «оперативно-тактического назначения», что верно по отношению к сухопутной ракете Р-11, но лодочная Р-11ФМ являлась первой в мире корабельной ракетой, способной из нейтральных вод нанести ядерный удар по большинству городов и военных объектов стран НАТО. Ее боевая головка была оснащена ядерным зарядом «РДС-4» мощностью 10 кТ.

В полете головная часть не отделялась от ракеты-носителя.

Система управления ракеты автономная. Управление ракетой на начальном участке траектории осуществлялось с помощью газоструйных рулей, смонтированных в сопловой части двигателя.

Расчетное отклонение ракеты по дальности и боковое составили ±3000 м. При практических пусках получено +1050 м при 65% пусков.

Баллистические ракеты ПЛ с надводным стартом Р-11ФМ и Р-13 1 — головная часть; 2 — бак окислителя; 3 — бак горючего; 4 — аппарат системы управления; 5 — центральная камера; 6 — рулевые камеры; 7    — разделительное днище бака окислителя; 8 — стабилизатор ракеты

Ракета Р-11ФМ была оснащена жидкостным двигателем С2.253А. Двигатель с вытеснительной подачей компонентов топлива работал на горючем Т-1 (керосине) и окислителе АК-20И. Компоненты топлива под давлением редуцированного воздуха из специального пневмоблока прорывами мембраны и, поступая в газогенераторы, самовоспламенялись. Возрастающее давление прорывало мембраны газогенераторов, и газы поступали в баки горючего и окислителя, создавая давление, необходимое для вытеснения компонентов в двигатель. Ракета управлялась только до момента отключения двигателя.

Стрельба ракетами с ПЛ проводилась во время плавания ее в надводном положении при волнении моря 4-5 баллов и скорости 8-12 узлов. Старт ракет осуществлялся с верхнего среза шахты, стартовый стол вместе с ракетой до верхнего среза шахты поднимался специальным тросовым подъемником. Старт первой ракеты производился через 5 минут после всплытия ПЛ, старт второй ракеты — через 5 минут после старта первой. Подготовка к старту осуществлялась в подводном положении, на что затрачивалось до двух часов.

ПЛ Б-67, переделанная по пр. В-611, осталась в одном экземпляре. Ее было решено сделать опытной для испытания новых баллистических ракет. На основе пр. В-611 был разработан пр. АВ-611, по которому из пр. 611 было перестроено пять лодок (Б-62, 73,78, 79 и 89).

Первой подводной лодкой, специально спроектированной как носитель баллистических ракет, стала дизельная ПЛ пр. 629. Тактико-техническое задание (ТТЗ) на разработку этого проекта было выдано ВМФ в январе 1956 г. ПЛ пр. 629 имела три шахты. Пуск ракеты осуществлялся при положении пускового стола у верхнего среза шахты. Стрельба ракетами могла проводиться при плавании ПЛ в надводном положении при волнении моря 4—5 баллов, скорости до 15 узлов включительно и при любых метеорологических условиях. Время на пуск первой ракеты после всплытия составляло 4 минуты, а общее время пуска всех трех ракет после всплытия — 12 минут. Полное время подготовки старта трех ракет составляло около 1 часа. Ракеты поднимались на ПЛ в полностью заправленном и снаряженном виде, обеспечивавшем их хранение без дополнительных заправок и снаряжения и надежный пуск в течение трехмесячного плавания ПЛ.

Всего в 1959-1960 годах в строй было введено 23 ПЛ пр. 629. Уже к 1960 г. (когда на боевом дежурстве еще не было ни одной МБР сухопутного базирования) в составе советского ВМФ находилось более десятка ПЛ пр. 611-АВ и 629, вооруженных баллистическими ракетами Р-11ФМ.

Ракетный комплекс Д-1 находился на вооружении ПЛ в течение девяти лет.

С 1958 г. по 1967 г. было проведено 77 пусков ракет Р-11ФМ, из которых 59 были успешными. 3 пуска были неудачными из-за отказа системы ракет, 7 — из-за ошибок личного состава или неточного определения места лодки, причины восьми установить не удалось. Ракетный комплекс Д-1 был снят с вооружения в 1967 году.