潜艇于1970年末在辽宁葫芦岛的渤海造船厂开始建造，在此基础上，通过增大船壳来容纳弹道导弹的方式设计了09II型核潜艇。原则上尽量采用09I型的配套设备，09II型核潜艇只有15%左右的部分是新设计的。该艇总设计师是彭士禄，副总设计师为黄旭华、赵仁恺、黄纬禄，水下导弹发射系统由武汉的713研究所负责，导航系统（包括惯性导航、天文导航和卫星导航）由天津的707研究所负责。1970年完成了方案设计与技术设计。由于一系列的技术难关，09II型核潜艇的研制工作进展缓慢，建造工作也因为文化大革命的影响严重滞后。该