В 1964 г. после завершения первого испытательного похода под командованием капитана 2 ранга Ивана Ивановича Гуляева, К-27 прибыла в Гремиху, а потом в Северодвинск.

По прибытии на завод экипаж поэтапно был обследован в госпитале, наука работала над выявлением в ходе похода неисправностей в работе всех механизмов и систем атомохода.

В целом испытательный поход в Атлантический океан прошел удачно, хотя командиру и экипажу пришлось пережить немало тревожных ситуаций. Вот как в одной из своих книг «Атомный подводный» пишет адмирал флота В. Чернавин: «Самой большой неприятностью оказалось падение вакуума в газовой системе первого контура левого реактора. То, с чем уже сталкивались на заводе. Металл теплоносителя забросило в одну из трубок, где он застыл. Пришлось, как говорили подводники, лезть „черту в душу“ — работать в условиях довольно высокой радиоактивности». (Надо сказать, значительная часть экипажа во время этой аварии была выведена в кормовые отсеки). Вызвали произвести ремонт командира дивизиона инженера, капитана 3 ранга Александра Васильевича Шпакова (ныне капитан 1 ранга запаса А. В. Шпаков проживает в г. Подольске Московской области), хотя среди его подчиненных было достаточно способных специалистов. Несмотря на его мужественный поступок, этот офицер не был награжден, как все остальные. Несколько лет спустя бывший командир К-27 И. И. Гуляев снял свои орден «Красная звезда» и лично вручил его Шпакову. Хотя за мужество при испытании К-27 высокой награды удостоили зам. командира корабля по политчасти. Вот об этом почему-то забыл написать адмирал флота В. Чернавин.