苏联在20世纪60年代初生产了世界上第一级核动力巡航导弹潜艇——“回声Ⅰ”级，简称E-Ⅰ级。E-Ⅰ级水上排水量3731吨，水下排水量4920吨，长111.2米，宽9.2米，平均吃水7.6米；动力装置为两座BM-A型压水反应堆，两台蒸汽轮机，双轴推进；水上航速21节，水下最大航速29节。
该型艇共有5艘，艇上装有6枚射程为460千米，用于攻击岸上目标的SS-N-3C“柚子”巡航导弹，首部有4具533毫米鱼雷发射管，尾部有4具400毫米鱼雷发射管。70年代初，随着Y级弹道导弹核潜艇的服役，苏联将E-Ⅰ级艇上的导弹全部拆除，并将其改装为核动力攻击潜艇。
为了对付美围攻击型航空母舰，苏联又在E-Ⅰ级的基础上发展了E-Ⅱ级，并于1963年～1967年建成29艘，其中有14艘E-Ⅱ级一直服役到90年代初。E-Ⅱ级的水上排水量4800吨，水下排水量5800吨；艇长119米，宽9.2米，吃水6.9米；动力装置为2座压水堆、两台蒸汽轮机，双轴推进，总功率3万马力；其水上航速18节，水下航速24节。
一开始，E-Ⅱ级艇上装有8发SS-N-3A反舰巡航导弹，射程为400千米。后又改装成为先进的SS-N-12“沙箱”反舰导弹。该导弹采用主动雷达寻的，速度为1.7马赫时射程为550千米，弹头为35万吨当量核弹头或1000千克烈性炸药。潜艇也因此在指挥台围壳中加装有桅杆式制导雷达天线，用于导弹卫星瞄准。但由于当时技术所限，该级潜艇还不能在水下发射导弹，必须在完全水面状态以大约20分钟的时间才能发射全部导弹。
除导弹外，E-Ⅱ级潜艇在艇首装有6具533毫米鱼雷发射管，夜艇尾装有4具406毫米鱼雷发射管，用于发射总量为20枚的53型和40型鱼雷。
