Она стала третьей в мире атомной подводной лодкой, а также головной и единственной, построенной по проекту 627. 12 марта 1959 года К-3 вошла в состав 206-й отдельной бригады подводных лодок Северного флота с постоянным базированием.
В 1962-м К-3 совершила первый в истории советского подводного флота поход подо льдами Арктики и впервые в истории всплыла в районе Северного полюса. В 1988 году