Чтобы обеспечить точную стрельбу, на вновь созданном Северном морском ракетном полигоне недалеко от Неноксы на высоком берегу установили створные знаки, определяющие боевой курс подводной лодки при стрельбе и обеспечивающие выполнение задачи прицеливания, а на воде, в половине кабельтова по траверзу от боевого курса в точке старта, поставили буй. Для контроля за полетом на берегу были установлены телеметрические приемные станции. Наблюдение и связь осуществлялись специальным кораблем. Бортовая передающая аппаратура телеметрии и контроля орбиты была смонтирована в неотделяющейся головной части и работала на щелевую антенну.
На полигоне в точке старта зафиксировали метеообстановку: ветер 9 м/с, волнение 3 балла. Лодка застопорила ход: по плану намечалось произвести пуск ракеты из положения подводной лодки без хода. Но лодку сносило с курса и слегка раскачивало, поэтому решили не рисковать и стрелять с ходу. На скорости 10 узлов легли на боевой курс, качка прекратилась. За час до намеченного времени старта началась подготовка ракеты к пуску, проверка и согласование системы курсоуказания подводной лодки и гироскопов ракеты. За операторским пультом находился начальник стартовой команды инженер-капитан 3 ранга АА Запольский. Как вспоминал впоследствии командир лодки Ф.И. Козлов, все страшно волновались. У С.П. Королева, руководившего подготовкой ракеты к старту, пот градом катился со лба. В таком же состоянии пребывали и остальные руководители испытаний.
Первый в мире пуск баллистической ракеты с борта подводной лодки был произведен в 17 часов 32 минуты по московскому времени в Белом море 16 сентября 1955 г. Честь нажать кнопку «Пуск» с пульта в центральном посту принадлежала В.П.Финогееву. Вскоре пришло донесение с боевого поля: ракета, пролетев 250 км, приземлилась «с точностью в пределах тактико-технического задания». В заданном квадрате полигона от взрыва образовалась воронка глубиной 6 м и диаметром 14 м. По мнению члена-корреспондента АН СССР Б.Е. Чертока, от этого пуска «Королев получил большой заряд информации для размышления и принятия решений».
Испытание и освоение нового ракетного оружия явилось крупнейшим этапом в строительстве подводного флота. Первые образцы ракет таили в себе много неизвестного и непредсказуемого. Не все проходило гладко при отработке первого ракетного комплекса. Во время одного из пусков (пятого) пришлось совершить аварийный сброс ракеты.
