17 декабря 1958 года АПЛ К-3 была передана Военно-морскому флоту страны.
В создании атомохода участвовало 135 предприятий со всей страны. В 1962 году она получила название «Ленинский комсомол». За постройку корабля и высокое качество работы завод № 402 был награжден орденом Ленина. Большая группа работников, участвовавших в строительстве, удостоена орденов и медалей.
К-3 «Ленинский комсомол» — первая советская и третья в мире атомная подводная лодка, головной корабль проекта 627 «Кит», в 1958—1987 годах входила в состав Северного флота ВМФ СССР, в том числе до 1965 года в опытной эксплуатации. В 1962 году стала первой советской подводной лодкой, достигшей Северного полюса. Совершила шесть боевых служб и четыре дальних похода, суммарно прошла 128 443 морские мили за 141 15 ходовых часов. До 1986 года находилась в составе сил постоянной готовности. С 1988 года стояла на приколе в Гремихе. В 2002 году переведена в Полярный, в 2003 году выгружено ядерное топливо, в 2006—2019 годах находилась на СРЗ «Нерпа», в 2021 году переведена из Снежногорска в Кронштадт, в 2022 году выведена на сушу для установки в качестве музейного экспоната в «Музее военно-морской славы».