28 февраля 1966 года впервые в мире отряд атомных подводных лодок ВМФ СССР вышел в кругосветное плавание, успешно завершив поход через 1,5 месяца без всплытия в надводное положение.
Решение об этом походе принималось на самом высоком государственном уровне. Разработали три варианта маршрута. Первый – вокруг Южной Америки. Второй – вокруг Африки, водами Индийского океана севернее Австралии и далее в Тихий океан. Третий — тоже вокруг Африки, но южнее Австралии. Все эти маршруты были хорошо изучены нашими мореплавателями парусного флота, но для подводников каждый из них таил много неизвестного и опасного. Главком утвердил первый маршрут. Он проходил через все климатические пояса, пронизывал три океана, захватывая воды Арктики и Антарктики. Для участия в походе были выделены две подводные лодки серийного производства без каких-либо доработок. Ракетная лодка К-116 проекта 675 вошла в состав Северного флота в конце 1965 года. Она предназначалась для уничтожения кораблей и судов противника ракетами П-6, а также для ударов по крупным береговым объектам стратегическими крылатыми ракетами П-5М. Эти корабли активно использовались на Северном и Тихоокеанском флотах для несения боевой службы в Атлантике, Средиземном море и в Индийском океане. В 1960 – 1968 годах было построено 29 подводных лодок этого проекта. Вторая лодка К-133 проекта 627А имела торпедное вооружение. С 1957 по 1963 годы было построено 13 лодок этого проекта, одна из них погибла в море. Остальные в течение почти 30 лет входили в состав Северного и Тихоокеанского флотов. Они несли боевую службу в Арктике, в том числе всплывали близ Северного полюса, ходили в тропические широты, совершали кругосветные походы и были выведены из состава флота в начале 1990-х годов.
Возглавил отряд контр-адмирал Анатолий Иванович Сорокин, участник Великой Отечественной войны. На атомных подводных лодках он служил с самого начала их создания. Командиром К-116 был опытный подводник капитан 2 ранга В.Т. Виноградов. Экипаж этой лодки комплектовался на Тихоокеанском флоте, потому большинство офицеров и моряков-сверхсрочников с особой радостью встретили сообщение о конечном пункте маршрута. Подводной лодкой К-133 командовал капитан 2 ранга Л.Н. Столяров, который с 1953 года постоянно служил на подводных лодках.
Большое внимание уделялось безопасности плавания. Лодки периодически подвсплывали в перископное положение и определяли координаты своего места. На подходе к проливу Дрейка, который знаменит своими ураганами и мрачными легендами, подводники встретились с гигантскими айсбергами. Их основания уходили в глубину до 1000 метров. Обходить их надо было в подводном положении, а гидролокаторы работали ненадежно из-за сильного акустического фона, создаваемого торошением льда.
Этот опасный участок пути протяженностью 1300 миль лодки прошли за судами обеспечения на акустическом контакте. На глубинах 70-100 м бушевавший на поверхности шторм почти не ощущался. Подводники могли лишь догадываться, насколько трудно приходилось морякам на судах обеспечения, но вскоре и они почувствовали крутой нрав океана. Пройдя пролив, каждая подлодка должна была дать радиодонесение. Для этого требовалось на короткое время подвсплыть на глубину 8-10 м. А здесь огромные штормовые волны в полной мере испытали на прочность и наши корабли, и их экипажи. Зато Тихий океан встретил советских подводников весьма благосклонно. Корабли, взяв курс на северо-запад, вновь пересекли все климатические зоны и подошли к своей новой базе на Камчатке. Здесь их встретили эсминцы Тихоокеанского флота. Наконец-то подводные лодки впервые за весь переход всплыли на поверхность. На следующий день, 26 марта в 4 часа 26 минут по московскому времени, оба атомохода отшвартовались у причала. За 52 суток было пройдено немногим более 20 тысяч миль, из них более 19,5 тысячи миль под водой.