В дальнейшем за счет использования размещенной в ограждении рубки прочной шахты запас пресной воды был увеличен почти на 3м3.

Подводная лодка имела трехвальную энергетическую установку. Каждая из линий валов приводилась в движение либо дизелем, либо гребным электродвигателем. На средней линии вала, кроме того находился электродвигатель экономического хода,через полый якорь которого проходил гребной вал, соединенный с ним при помощи звукоизолирующей муфты напрямую, без каких-либо передаточных устройств, что обеспечивало простоту конструкции и бесшумность работы вала в режиме экономического хода.

Для обеспечения работы дизелей на перископной глубине использовалось устройство работы дизелей под водой (РДП), представляющее собой выдвижную мачту для подачи атмосферного воздуха. Воздушный клапан РДП имел специальный поплавковый клапан, предотвращающий попадание воды при захлестывании устройства волной. Удаление выхлопных газов производилось через стационарную шахту, размещенную в кормовой части ограждения рубки.

Аккумуляторная батарея состояла из четырех групп по 112 аккумуляторов типа 46 СУ в каждой группе и размещалась в аккумуляторных ямах в два яруса и имела установку механического перемешивания электролита. Дистиллированная вода для доливки АБ хранилась в специальной цистерне, разделенной на две половины. Перегонка воды в расходные бочки производилась путем подачи в одну половину спеццистерны забортной воды, для замещения расходуемой воды, в другой половине хранилась дистиллированная вода.

Устройство перископа позволяло изменять высоту его подъема, оставляя положение окуляра постоянным по высоте, и производить круговой обзор, находясь на специальной площадке, вращающейся вместе с перископом при помощи гидропривода.

Строительство этого проекта подводных лодок было развернуто в Ленинграде на заводе 196(ныне ГП”Адмиралтейские верфи”).

Головной корабль был заложен 3 октября 1957 года и передан флоту 25 декабря 1958 года. В 1958-1971 г.г. в Ленинграде передали флоту 58 лодок этого проекта. В ходе постройки были улучшены их тактико-технические элементы. Так, на одной из лодок пр.641 испытывалось устройство быстрой перезарядки торпедных аппаратов

В 1955 г, сначала в конструкторском бюро С. П. Королева, а затем в СКБ-385 под руководством В. П. Макеева начались работы по ракетному комплексу Д-2 - первому комплексу баллистических ракет , специально предназначенному для подводных лодок.

В 1956 г. На базе пр.641 торпедной подводной лодки началась разработка пр.629- дизель - электрической подводной лодки, вооруженной этим комплексом ( ЦКБ-16, главный конструктор

Н. Н. Исанин). На лодке водоизмещением около 2800т были размещены три баллистические ракеты Р-13 комплекса Д-2, принятого на вооружение в 1961 г Кроме того, на базе пр.641 был выполнен в двух вариантах технический проект лодки пр.646 водоизмещением около 2600 т. (ЦКБ-18, главный конструктор П. П. Пустынцев), отличающийся вооружением: с четырьмя ракетами комплекса П-5 или двумя ракетами комплекса П-10. Однако, дальнейшего развития разработка не получила.

В середине 60-х годов судостроительная промышленность начался золотой век советского судостроения. Проектирование подводных лодок в начале этого периода вели четыре конструкторских бюро, получившие в 1966г новые названия: ЛПМБ «Рубин» (ранее ЦКБ-18), СПМБМ (СКБ-143), ЦПБ «Волна» (ЦКБ-16) в Ленинграде и СКБ «Судопроект» (СКБ-112) в Горьком. В 1974 г СПМБМ и ЦПБ «Волна» были объединены в СПМБМ «Малахит», а «Судопроект» переименован в ЦКБ «Лазурит».