В качестве теплоносителя отечественные физики выбрали эвтектический сплав свинец-висмут, который, хотя и уступал натрию но теплофизическим свойствам, но был значительно химически менее активен и опасен в случае аварии. Таким образом, удалось избежать ряда проблем, с которыми столкнулись американцы, сделавшие ставку на теплоноситель из щелочных металлов.
После спуска К-27 на воду, в мае начались швартовые испытания по проверке систем, механизмов и вооружения корабля.
Параллельно велись работы по приготовлению и вводу в действие АЭУ корабля. Кульминация этого этапа наступила в начале декабря, когда установки приняли сплав, приготовленный и доведенный до необходимых кондиции на заводе № 402. После этого начался весьма ответственный период эксплуатации ППУ — принятый сплав требовал поддержания в разогретом состоянии и готовности к работе вспомогательных механизмов АЭУ.
Вскоре были осуществлены физические пуски обоих реакторов. С первых дней нового 1963 г. начались испытания главной энергетической установки, проводившиеся испытательной партией, ядро которой составили специалисты СКБ-143. При этом они непосредственно выполняли функции сдаточных операторов АЭУ и вспомогательных систем.
[Швартовые испытания К-27]
А летом 1963 г. К-27 под командованием капитана 1 ранга И. И. Гуляева вышла в море на испытания. Для сокращения сроков сдачи ПЛ заводские, ходовые и государственные испытания были совмещены. Принимала лодку специально назначенная Правительственная комиссия под председательством вице-адмирала Г. П. Холостякова.
30 октября 1963 г. Правительственная комиссия подписала приемный акт опытовой атомной ПЛ К-27 пр. 645, рекомендовала применение АЭУ со сплавом свинец-висмут на ПЛ новых проектов, а в качестве ближайшего шага предложила организовать длительный автономный поход К-27 с целью «более глубокого изучения эксплуатационных качеств лодки и ее АЭУ».
Только в период сдаточных испытаний без особых осложнений К-27 прошла за 528 ходовых часов 5760 миль (в 1,5 раза больше, чем К-3), из них 3370 миль (59 %) в подводном положении.
За успешное выполнение работ в 1964 г. главному конструктору ПЛ А. К. Назарову в составе группы создателей корабля и его атомной энергетической установки была присуждена Ленинская премия.
После сдачи К-27 вступила в состав Северного флота и перешла к месту своего постоянного базирования в Гремиху.
В феврале 1958 г., на несуществующую еще лодку был назначен первый командир капитан 2 ранга Гуляев Иван Иванович, ставший впоследствии капитаном 1 ранга, Героем Советского Союза. Под его руководством начали формировать экипаж.
