Эта корректировка ТТЗ неизбежно привела к затягиванию сроков разработки пр. 629 и пр. 658. Ситуация усугублялась тем, что 1 августа 1956 г. проведение работ над последним было поручено коллективу конструкторов из состава ЦКБ-18 во главе с С.Н. Ковалевым. После этого СКБ-143 сосредоточило свои усилия над АПЛ с преимущественно торпедным вооружением, а ЦКБ-18 занялось разработкой АПЛ, вооруженных БР и КР.
Эскизный проект 658, с целью ускорения разработки, было решено не выполнять. Для реализации этих планов совместили в одном корабле энергетическую установку и основные конструкции прочного корпуса АПЛ пр. 627А вместе с ракетным вооружением и обводами легкого корпуса, предусмотренными техническим проектом 629[16*]. Такой подход вполне себя оправдал: технический проект 658 закончили и представили на утверждение уже в декабре 1956 г.
По общей компоновке, составу главных и вспомогательных механизмов и общесудовых систем корабль практически полностью повторял прототип. Различия заключались во внедрении ракетного (четвертого) отсека, замене сферических переборок плоскими, рассчитанными на давление 10 кг/см2 , установке устройства РКП (для пополнения запасов сжатого воздуха на перископной глубине), а также более мощной и совершенной системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Кроме того, изменили состав торпедного вооружения. В носовом отсеке два ниж них 533-мм ТА заменили двумя 400-мм и демонтировали стеллажи для запасных торпед (что позволило сократить длину отсека на 4,2 м), а в кормовом отсеке установили еще два 400-мм ТА. Общий запас 400-мм торпед и средств ГПД, предназначавшихся для самообороны составил 10 единиц (из них четыре находились в носовом отсеке).
Особый интерес представлял собой ракетный (четвертый) отсек, почти полностью заимствованный у ДЭПЛ пр. 629. Для увеличения размеров по высоте (с целью размещения ракетных шахт) его сформировали из двух сопряженных цилиндров, образующих вертикальную «восьмерку». Между ними имелась распорная горизонтальная платформа, делившая отсек на верхнюю и нижнюю части. Подобную конструкцию в конце Второй мировой войны использовали немцы (правда, без распорной платформы) в своих «электрических» лодках XXI серии, а затем создатели отечественных кораблей пр. 613. В обоих случаях пришлось столкнуться с проблемой обеспечения качественной сварки в местах сопряжения цилиндров и соединения «восьмерки» с цилиндрической частью прочного корпуса. К слову сказать, она отчасти явилась причиной того, что немцы не смогли использовать лодки XXI серии в борьбе на торговых коммуникациях, вплоть до конца боевых действий. Для решения данной проблемы, в процессе постройки АПЛ пр. 658, использовали пространственные поковки, заменявшие узлы соединения листов прочного корпуса с плоскостью платформы.
