ПЛАРК К-43 вошла в состав 11-й дивизии 1-й флотилии подводных лодок Северного Флота. В дальнейшем в это соединение были включены и остальные корабли 670-го проекта.

Подводные лодки 670-го проекта приступили к несению боевой службы в 1972 г. Они осуществляли слежение за американскими авианосцами, активно привлекались к участию в различных учениях и маневрах, наиболее крупными из которых были «Океан-75», «Север-77», «Разбег-81» и другие.

На Западе кораблям 670-го проекта было присвоено имя Charlie («Чарли») или Charlie 1. (Следует заметить, что появление новых ракетоносцев в составе советского флота заметно «усложнило жизнь» американским авианосным соединениям. Обладая меньшей шумностью, чем их предшественники — ПЛАРК пр.675, «Чарли» были значительно менее уязвимы от противолодочных средств противника, а подводный старт ракет делал применение их «главного калибра» значительно более эффективным. Относительно низкая дальность стрельбы комплексом «Аметист» требовала сближения с целью на дальность 60—70 км. Однако это имело и свои плюсы: малое подлетное время трансзвуковых маловысотных ракет делало организацию противодействия их удару из-под воды с «кинжальной» дистанции весьма проблематичным.

Одним из основных районов, где несли боевую службу корабли 670-го проекта, являлось Средиземное море. В 70-80-х годах там тесно переплелись интересы двух «сверхдержав» — СССР и США. Главной целью советских ракетоносцев были боевые корабли 6-го американского флота. Следует признать, что географические условия Средиземноморья делали лодки 670-го проекта наиболее грозным оружием на данном театре. Их присутствие вызывало вполне обоснованное беспокойство американского командования, не имевшего в своем распоряжении сколько-нибудь надежных средств противодействия этой угрозе. Эффектной демонстрацией боевых возможностей «Чарли» стали ракетные стрельбы по мишени, проведенные в Средиземном море в мае 1972 г. К-313 (командир капитан 2 ранга С.Я. Згурский).

Постепенно география походов «североморских» лодок 670-го проекта расширялась. В январе-мае 1974 г. состоялся уникальный 107-суточный переход К-201 (командир капитан 2 ранга В.Д. Хайтаров) совместно с АПЛ 671-го проекта К-314 с Северного на Тихоокеанский флот по южному маршруту через Индийский океан. 10-25 марта лодки совершили заход в порт Бербера (Сомали), где их экипажам был предоставлен кратковременный отдых, после чего плавание продолжалось, успешно завершившись на Камчатке в начале мая.

В апреле 1977 г. К-429 под командованием капитана 1 ранга В.Т. Козлова (старший на борту контр-адмирал Е.Д. Чернов) совершила переход Северным морским путем с СФ на ТОФ, где 30 апреля 1977 г. ПЛАРК вошла в состав 10-й дивизии 2-й флотилии подводных лодок, базирующейся на Камчатке.

В августе-сентябре 1979 г. подобный переход, продолжавшийся 20 суток, выполнила К-302 (командир капитана 2 ранга М.А. Мажуго). В дальнейшем по «Севморпути» прибыли на Тихий океан К-43 (1980 г.), К-121 (до 1977 г.), К-143 (1983 г.), К-308 (1985 г.) и К-313 (1986 г.).

К-83 (получившая в январе 1978 г. новый тактический номер К-212) и К-325 22 августа — 6 сентября 1978 г. совершили первый в истории подводного плавания групповой трансарктический подледный переход на Тихий океан. Группой командовал контр-адмирал Р.А. Голосов. Первоначально планировалось, что первая лодка, пройдя подо льдами из Баренцева моря в Чукотское, передаст сигнал о всплытии, после чего в путь отправится второй корабль. Однако Р.А. Голосов предложил более эффективный и надежный способ перехода - в составе тактической группы, что уменьшало риск подледного плавания однореакторных лодок (при выходе из строя реактора на одной из ПЛАРК другая лодка могла бы оказать ей помощь в поисках полыньи). Кроме того, у лодок в группе существовала возможность поддерживать связь между собой при помощи УЗПС в телефонном режиме, что позволяло кораблям взаимодействовать друг с другом. Групповой переход удешевлял и вопросы надводного (или «надледного») обеспечения. За участие в этой операции командиры кораблей — капитан 3 ранга А.А. Гусев и капитан 2 ранга В.П. Лушин, а также командир 11-й дивизии подводных лодок 1-й флотилии капитан 1 ранга Е.А. Томко и контр-адмирал Р.А. Голосов были удостоены звания Герой Советского Союза.

Все «тихоокеанские» корабли проекта 670 вошли в состав 10-й дивизии 2-й флотилии ПЛ. Их основной задачей являлось слежение (а при получении соответствующего приказа — и уничтожение) американских авианосцев. В частности, К-201 в декабре 1980 г. осуществляла длительное слежение за авианосной ударной группой, возглавляемой авианосцем «Корал Си» (за что была удостоена благодарности Главкома ВМФ). Из-за нехватки на ТОФ противолодочных подводных АПЛ «тихоокеанские» ПЛАРК 670-го проекта привлекались и для решения задач по поиску американских подводных лодок в районах боевого патрулирования наших РПКСН.

Среди, казалось бы, одинаковых кораблей любого проекта есть как «баловни судьбы», так и «невезучие».

Менее всего, пожалуй, повезло К-429. 24 июня 1983 г. в результате ошибочных действий экипажа она затонула на глубине 39 м на полигоне боевой подготовки в бухте Саранная (вблизи берегов Камчатки). При этом погибло 16 человек. 9 августа 1983 г. лодка была поднята (сама операция по подъему тоже не обошлась без происшествий: были «дополнительно» затоплены еще четыре отсека, что значительно усложнило проведение работ). Восстановительный ремонт, обошедшийся казне в 300 млн. рублей, завершился в начале сентября 1985 г., однако через несколько дней, 13 сентября, в результате грубых нарушений требований живучести, несчастливый корабль вновь затонул у стенки СРЗ в Большом Камне. В 1987 г. так и не введенная в строй лодка была исключена из состава флота и переоборудована в учебно-тренировочную станцию УТС-130, базирующуюся на Камчатке и использующуюся до настоящего времени.

К другим наиболее крупным неприятностям, случившимися с кораблями 670-го проекта за время их службы (и, что особо следует отметить, не приведшим к гибели людей), можно отнести:
—  затопление трюма 2-го отсека К-313 при стоянке на базе в августе 1970 г.;
—  частичное затопление трех отсеков через систему вентиляции при нахождении в подводном положении К-313 8 августа 1971 г.;
—  столкновение К-320 и К-131 в Мотовском заливе 19 января 1972 г.;
—  касание дна в Мотовском заливе К-302 в июне 1972 г.;
—  частичное затопление реакторного отсека на К-320 в 1973 г.;
—  частичное затопление реакторного отсека на К-429 в марте 1973 г.;
—  пожар в кабельной трассе турбинного отсека на К-325 22 декабря 1973 г.;
—  касание дна на глубине 130 м К-302 в феврале 1974 г.;
—  ракетное попадание во время ракетных стрельб К-25 в буксир в мае 1974 г.;
—  разрушение балластной цистерны № 13 при продувании на К-429 в 1975 г.
—  попадание в японские рыболовные сети у Камчатки 8 октября 1977 г. К-201.
—  столкновение К-313 и МПК-90 в Западной Лице 19 декабря 1978 г.;
—  пожар в силовой сети от короткого замыкания на К-302 в апреле 1979 г.;
—  замасливание системы ВВД на К-325 в январе 1980 г.;
—  столкновение К-43 с К-184, произошедшее на ТОФе 20 марта 1981 г. («Чарли» получила повреждения легкого корпуса);
—  авария системы ВВД на К-121 в августе 1984 г.;
—  касание грунта К-121 в Авачинском заливе 1 марта 1987 г.