В течение следующего 1957 г. ОКБ-143 разработало рабочие чертежи ПЛ, а в 1958 г. выпустило техническую документацию по проекту (кораблестроительные расчеты, инструкции по эксплуатации и т. д.), что позволило в сентябре 1957 г. приступить к строительству корабля на заводе № 402 в том же цехе № 42, что и ПЛ проектов 627 и 627А. Главным строителем корабля был А. А. Овчинников.

Официальная церемония закладки будущей К-27 состоялась 15 июня 1958 г. Первоначально намечалось сдать ПЛ флоту уже в конце 1960 года, но из-за технических причин сроки срывались. Задерживались поставки ряда механизмов, которые дорабатывали по ходу строительства лодки. Они поступали с опозданием на 6–10 месяцев.

Поставка оборудования атомной энергетической установки была завершена лишь в начале 1962 г. В результате, официальный спуск на воду опытовой атомной лодки К-27 состоялся лишь 1 апреля 1962 г.

Надо отметить, что энергоустановке с ЖМТ, из-за которой сроки строительства корабля переносились, были присущи и недостатки:

• жидкометаллический теплоноситель (сплав «свинец-висмут») плохо переносит контакт с водой. Он подвержен окислению с образованием твердых окислов, которые в процессе работы атомного реактора могут уменьшить расход сплава через каналы реактора или закупорить их вообще. Последнее обстоятельство может привести к повышению температуры стенки оболочки ТВЭлов до критического значения и их разгерметизации (разрушению); частицы радиоактивного топлива в этом случае попадут в 1 контур, повысив радиоактивность сплава выше предельных значений. Этот недостаток реактора с ЖМТ потребовал от конструкторов создать в составе энергоустановки систему герметизации 1 контура с помощью инертного газа, а также предусмотреть в процессе эксплуатации, систему регенерации сплава для очистки его от твердых окислов. Кроме того, перегрузочное устройство реактора по этой причине стало представлять из себя дорогостоящее и сложное инженерное сооружение;