苏联的第一艘核潜艇代号为 627“鲸”计划，也被称为“Кит”。该计划始于1952年9月9日，由苏联部长会议通过决议。627计划的总设计师是В·Н·佩列古多夫（V·N·Peregudov），科研领导人是苏联科学院院士А·П·亚历山大罗夫（A·P·Alexandrov）。
627计划最初的工作地点不在列宁格勒，而是在莫斯科化工机械研究院。由于当时苏联缺乏公开的美国“鹦鹉螺”号资料，甚至没有陆上核电站的研制经验，核潜艇的核动力装置研制工作异常艰巨。设计局提出了一个不同于一般常规潜艇的作战使用要求和方案设计，但最终由于武器配备论证不足，计划被修改为研制普通的核动力攻击潜艇。
627型攻击核潜艇的首艇是K-3，北约将其称为“十一月”号，因此对应的称627型为“十一月”级，但因为公历的11月在俄历中是10月，因此习惯上又将该级艇称为“红十月”级。K-3艇于1954年6月开始在北德文斯克的402造船厂建造，1955年9月24日举行了正式开工典礼，1957年9月14日两座反应堆添加核燃料并启堆，1958年12月17日国家试验委员会正式签署了交付海军的文件，1959年3月12日正式服役。
K-3艇在服役期间，进行了5次航行，并两次到达过北极点，是苏联第一艘成功抵达北极点的船舰。