ノヴェンバー型原子力潜水艦
上記の経緯より、627型はソ連初の原潜として、VM-A型加圧水型原子炉を搭載した。熱出力はそれぞれおよそ70メガワットであった。1958年にK-3が初めて原子炉を稼働させた際の洋上試験では、原子炉出力を60パーセントに抑えたにもかかわらず、水中速力は計画を3ノット上回る23.3ノットに達した。また1959年のK-5の海上公試では、原子炉出力80パーセントで水中速力28ノットを記録したが、これは当時のソ連潜水艦の最速記録であった。
航続距離としては、低速(627型では5.7ノット、627A型では5.5ノット)では166,000海里、高速(627型では17.4ノット、627A型では13.6ノット)では106,000海里とされた。ただし蒸気発生器の信頼性に問題があり、平均して600時間しかもたないうえに、2基のうちどちらが故障したのか分かりにくい構造になっていたため、実際の連続行動時間はかなりの制約を受けており、キューバ危機の際にも派遣することができなかった。
627型の船体設計は611型(ズールー型)を母体としており、船型・電気装置・機械構成などを大幅に流用している。また部分的には、アメリカ海軍の「アルバコア」の要素も取り入れられた。これは涙滴型船体の先駆けとなった実験潜水艦で、公刊写真を参考にしたものであった。
最大潜航深度は、従来の通常動力型潜水艦と比して格段に大きく設定されたことから、船体構造材として新素材が必要となり、船舶建造省の第48中央研究所によってAK-25高張力鋼(降伏耐力60 kgf/mm)が開発された。これにより、K-3の公試での潜航深度は310メートルに達したが、これは当時の軍用潜水艦の世界記録であった。
構造様式は従来どおりの完全複殻式が踏襲された。約30パーセントの予備浮力が確保されたが、これは世界初の原潜であるアメリカ海軍の「ノーチラス」の二倍にも達する値であった。これは、1区画にくわえてバラストタンク2個が浸水しても、艦の浮力を確保することができるということを意味したが、このことは、後に本型が経験した多くの事故で、艦の生還に貢献した。また艦内は9個の区画に区分されたが、これは「ノーチラス」より3つ多いものであった。