Стрельба проводилась по курсу АПЛ при поднятых и застопоренных контейнерах, а также открытых крышках, при скорости носителя 8 уз и состоянии моря до 4-х бАПЛов. В этих же условиях мог производиться и сброс аварийной ракеты. Для обеспечения залповой стрельбы требовался одновременный запуск и вывод на полетный режим работы маршевых двигателей всех ракет. Выхлопные газы отводились через заднюю крышку ТПК в газоотводные выгородки, располагавшиеся в надстройке за каждым из контейнеров. При первых же пусках выяснилось, что двигатели «задних» ракет глохли, захватывая отработанные газы «передних» ракет – пришлось перепрофилировать газоотводные выгородки. Залп осуществлялся в строгой последовательности (соответственно из ТПК №№ 6-3-2-5 4 1). Время после всплытия лодки до пуска первой ракеты составляло около четырех минут, а подготовки и пуска всех шести ракет – 12,5 минут.
Необходимость размещения на АПЛ пр. 659 аппаратуры и оборудования, необходимых для повседневного обслуживания, предстартовой подготовки и запуска КР, привела к увеличению длины прочного корпуса (и соответственно длины всего корабля) на 3,8 м по сравнению с АПЛ пр. 627А. Корабли также различались между собой торпедным вооружением. На лодке пр. 659 торпедное вооружение предназначалось исключительно для самообороны, и поэтому было ограничено четырьмя 533-мм (в носовой оконечности) и четырьмя 400-мм ТА (два из которых были установлены в кормовой оконечности). Сократился торпедный боезапас. Общее расположение механизмов, оборудования и энергетической установки пр. 659 и пр. 658 было чрезвычайно близко, несмотря на разницу в количестве отсеков. Так, например, четвертый отсек пр. 659 был полностью аналогичен пятому отсеку пр. 658, пятый – шестому и т.д.
АПЛ пр. 659 обладала большой шумностью из-за высоких виброактивности механизмов АЭУ, частоты вращения гребных винтов, наличия развитых надстроек, насыщенных плохообтекаемыми газоотводными выгородками, контейнерами и механизмами. Легкий корпус из маломагнитной стали получал коррозионные повреждения в виде многочисленных трещин.
КР П-5 обладала целым рядом недостатков: малой точностью стрельбы; уязвимостью от средств ПРО; чувствительностью к погодным условиям (температуре воздуха, направлению и силе ветра) и невозможностью осуществлять полет над местностью сложного рельефа (например, над горами). Попытки улучшить боевые качества ракеты путем установки доплеровского измерителя пути и сноса ракеты (соответственно комплексы П-5Д и П-7) не дали желаемых результатов, и уже в 1966 г. все модификации комплекса П-5 сняли с вооружения. В 1966-1967 гг. в ЦКБ-18 под руководством Н.А. Климова велись проработки по пр. 659А – модернизации пр. 659под ПКРК П-6. Как оказалось, пр. 659 не мог быть модернизирован подобным образом – не хватало длины ПК, требовалось установить систему «Аргумент» и комплекс «Успех», полностью перестроить легкий корпус и пр. Тогда их решили переоборудовать по пр. 659Р – в корабли-ретрансляторы комплекса средств радиосвязи. Работы над этим проектом также велись в ЦКБ-18 под руководством Н.А. Климова. Однако в первом квартале 1968 г. их прекратили ввиду отсутствия военной целесообразности. В конце концов, было принято решение о переоборудовании кораблей пр. 659 в торпедные АПЛ пр. 659Т. Соответствующие работы провели в 1963-1976 гг. на СРЗ «Звезда» при участии специалистов завода «им. Ленинского Комсомола».
