Проектирование опытной ракетной лодки на основе проекта 611 было начато по Постановлению СМ от 26 февраля 1954 года. Проектирование велось ЦКБ-16, главным конструктором проекта был назначен Н.Н.Исанин. Технический проект переоборудования пр.611 в пр.В-611 был закончен в августе 1954 года и утвержден в сентябре того же года. Проект В-611 предусматривал установку двух вертикальных шахт с ракетами Р-11ФМ в носовой части четвертого отсека лодки. В связи с этим одна из 4-х групп аккумуляторной батареи 46СУ подлежала демонтажу.

На лодку пр.В-611 устанавливались приборы: гироазимут горизонта «Сатурн», предназначенный для определения параметров качки и рыскания; счетно-решающие приборы «Доломит» для выдачи целеуказаний бортовой системе управления ракет Р-11ФМ. Все 10 торпедных аппаратов ПЛ пр.611 сохранились, но убирались запасные торпеды и мины. Торпедопогрузочный люк заваривался, а погрузка торпед производилась только через передние крышки торпедных аппаратов. Конструкторы ракеты не рискнули производить пуск ракеты непосредственно из шахты. В целях перестраховки было решено после всплытия ПЛ открывать крышки ракетной шахты и поднимать стартовый стол со стоящей на нем ракетой на уровень верхнего среза шахты (т.е. на высоту около 6 м над поверхностью моря). Чтобы производить горизонтальное наведение ракеты (±180°) и удерживать ее до момента старта было спроектировано ее крепление - «корсет».

Для переоборудования по пр.В-611 была выбрана ПЛ Б-67, построенная на Судомехзаводе (№196) и переведенная по Беломорско-Балтийскому каналу в Северодвинск, где она и достраивалась на плаву. Осенью 1954 года ПЛ Б-67 отдоковали и ввели в крытый эллинг. С лодки выгрузили группу аккумуляторов, вычистив фактически весь IV отсек, срезали кормовую часть ограждения прочной рубки и выдвижных устройств, а также надстройку и часть легкого корпуса в районе IV отсека. В конце августа 1955 года все монтажные работы на Б-67 были закончены. В течение последних двух недель были проведены заводские ходовые испытания. Первая погрузка ракеты Р-11ФМ на лодку состоялась в ночь с 14 на 15 сентября 1955 года. В 17 часов 32 минуты по московскому времени 16 сентября 1955 года был проведен первый в мире пуск баллистической ракеты с борта подводной лодки.

11 ноября 1955 года совместным решением МСП и ВМФ подводная лодка Б-67 была принята в состав ВМФ в качестве учебно-опытного корабля. По результатам испытаний Б-67 в ЦКБ-16 была начата корректировка проекта В-611. К концу 1955 года работы были закончены и новый проект получил индекс АВ-611. 6 января 1956 года совместным Постановление ВМФ, МСП и МОП было решено переоборудовать по проекту АВ-611 четыре строящиеся ПЛ пр.611 и одну находящуюся в строю на ТОФе. Четыре ПЛ были переоборудованы на заводе №402, а пятая - на Владивостокском заводе №202 (ныне «Дальзавод»).
28 января 1958 года ВПК при СМ СССР принимает решение о переоборудовании одной шахты на ПЛ Б-67 пр.В-611 для экспериментальных подводных пусков. В том же году в ЦКБ16 под руководством Н.Н.Исанина разработан технический проект ПВ-611 и рабочие чертежи. На заводе №402 лодка Б-67 была переоборудована и в сентябре 1958 года представлена приемной комиссии.

Опытная ракета для подводного старта «С4.7» была доставлена на лодку лишь в августе 1959 года. Однако первый пуск «С4.7» оказался неудачным. Ракета «не захотела» стартовать из под воды и запуск двигателя состоялся самопроизвольно через час, когда лодка уже всплыла. Пролетев по случайной траектории около 15 км, ракета рухнула на побережье Кольского полуострова. После этого испытания были прерваны почти на год и первый старт ракет К-4.7 из подводного положения состоялся 14 августа 1960 года. Старт был «мокрым», т.е. перед стартом шахта заполнялась водой. В 1964 году после очередного учебного похода ПЛ Б-67 была поставлена в мурманский СРЗ-35 ВМФ, где ее в соответствии с решением ВПК от 30 октября 1963 года за №252 переоборудовали в корабль пр.611РА, разработанный ЦКБ «Волна». Для этого лодку поставили в плав-док ПД-35, отрезали носовую оконечность, демонтировали торпедные аппараты, а на их место установили опытную ГАС «Радиан-1», разработанную НИИ-3. Эта ГАС являлась одним из трактов миноискания также нового гидроакустического комплекса «Рубин», создававшегося для ПЛ пр.661.

В соответствии с Постановлением СМ №762-319 от 11.09.1964 г горьковский завод «Красное Сормово» на своей базе в 1966-1969 годах по чертежам ЦКБ-16 переоборудовал ПЛ пр.АВ-611 Б-78 в лодку пр.АВ-611С. На ней после демонтажа ракетного комплекса в целях испытаний установили радио-оптико-электронную астронавигационную систему «Символ». На месте носовой ракетной шахты, после удаления пусковой установки, смонтировали ПМУ антенного поста системы, вместо кормовой шахты поставили приборы обеспечения испытаний - аппаратуру «Сатурн» и «Маяк». После окончания испытаний через некоторое время эта П.П вновь подверглась переоборудованию. В 1971-1974 годах Севастопольский морской завод им. С.Орджоникидзе в соответствии с пр.АВ-611Д установил на ней и обеспечил проведение испытаний аппаратуры измерения и контроля ФПК «Днестр» и «Днепр».

ПЛ Б-89 в 1967-1969 годах переоборудовалась «Дальзаводом» по пр.611Е, разработанному ЦКБ-16 в соответствии с Постановлением СМ от 30 мая 1966 года для испытаний и принятия на вооружение нового гидроакустического комплекса «Енисей». На ней после демонтажа шахт РО и торпедных аппаратов на освободившихся местах установили приборы, а в носовой оконечности, ограждении прочной рубки, килевой части - антенны всех трактов гидроакустического комплекса «Енисей», гидроакустической станции миноискания «Луч», «абсолютного» лага «Мечта», эхолота «Тисса» и лага НЭЛ-4. В 1968-1971 годах в соответствии с решением ВПК Кронштадтский морской завод в кооперации с северодвинским предприятием «Звездочка» по пр.АВ-611К переоборудовали ПЛ АВ-611 Б-73, установив на ней для испытаний и последующего принятия на вооружение навигационную космическую систему «Штырь-М». В это же время «Дальзаводом» по пр.АВ-611Ц была переоборудована ПЛ Б-62, в ходе чего лодку оснастили в тех же целях аппаратурой космической связи «Цунами-Б».

Основные тактико-технические данные ПЛ пр.В-611 и пр.АВ-611
Главные размерения:
- длина наибольшая, м  90,5 / 90,5
- ширина наибольшая, м  7,5 / 7,5
- осадка наибольшая, м  5,14 / 5,14
Водоизмещение, м:
- надводное (нормальное)  1875 / 1890
- подводное (полное)  2387 / 2415
Запас плавучести, в % от нормального водоизмещения 27 / 27
Глубина погружения рабочая, м 170 / 170
Глубина погружения предельная, м  200 / 200
Скорость надводного хода, уз.  16,5 / 16,5
Скорость подводного хода, уз. 13 / 12,5
Скорость хода в режиме РДП, уз. 6,5 / 6.5
Автономность, сут. 58 / 58
Дальность плавания, миль/уз.:
- надводная  4230/16.5  /  3650/16,5
- подводная  290/2  /  290/2
- в режиме РДП  6300/6,5  /  6300/6,5
Команда, чел.: (всего/в т.ч. офицеров) 72/9

Ракетное вооружение
Комплекс   Д-1 / Д-1
Число и тип ракет  2-Р-11ФМ / 2-Р-11ФМ
Время подготовки к старту, час.  до 2  /  до 2
Время 1-го старта после всплытия, мин. 5 / 5
Время 2-го старта после 1-го, мин.  5 / 5

Торпедное вооружение
Носовые торпедные аппараты для торпед калибра 533 мм, шт. 6 / 6
Кормовые торпедные аппараты для торпед калибра 533 мм. шт. 4 / 4
Общее количество торпед, шт. 10 / 10