В секретный поход советское командование решило отправить две серийные лодки. Первая - это К-116 проекта 675. Субмарина была заложена в июне 1964 года и спущена на воду через год. Командиром подлодки был назначен капитан 2-го ранга Вячеслав Виноградов. Вторая - К-133 проекта 627А под командованием капитана 2-го ранга Льва Столярова. Субмарина была заложена летом 1961 года и отметилась первым в истории ВМФ СССР походом в экваториальную Атлантику в 1963 году. Первая имела ракетное вооружение, вторая - торпедное.
Командовал походом контр-адмирал Анатолий Сорокин. Офицер-фронтовик служил в частях ВМФ с 1945 года. В наградном листе контр-адмирала о походе 1966 года говорилось, в частности, что он "в сложной обстановке действовал энергично, проявляя при этом разумную инициативу, хладнокровие и выдержку". Задача перед подводниками ставилась по-настоящему амбициозная, и выполнить ее им удалось блестяще.
Двухмесячная подготовка к кругосветному плаванию проходила в обстановке строжайшей секретности. С учетом напряженных отношений между СССР и США обе субмарины были вооружены полностью, а экипажи готовили к любым возможным сценариям.
Руководство страны рассматривало три варианта маршрута, каждый по-своему сложный и опасный. Адмирал флота Сергей Горшков решил остановиться на переходе вокруг Южной Америки через пролив Дрейка. Это вариант включал в себя все климатические пояса, проходил через три океана и пронизывал воды Арктики и Антарктики. То, что в поход отправилась не одна субмарина, а две, усложняло задачу. Прежде всего - в вопросах связи и навигации.
Для связи использовалась гидроакустическая аппаратура: во время похода лодки не только двигались по назначенному маршруту, но и отдалялись друг от друга, отрабатывая приближенные к боевым условиям задачи и маневры.
Один раз возникла ситуация, которая могла бы обернуться настоящим противостоянием. В южных широтах участники похода получили данные об акустическом контакте с подводным объектом: по всей видимости, это была возвращавшаяся на базу американская субмарина. Советские подлодки привели в боеготовность, однако цель изменила курс.
Кроме боевых задач экипаж решал и научно-исследовательские. Изучалось, как работает техника в постоянно меняющихся нагрузках и разных климатических условиях. Проверялась и навигация в малоизученной обстановке.
Самый сложный участок находился вблизи пролива Дрейка: воды были полны огромных айсбергов, а дрейфующий лед создавал сильный акустический фон. Одно из самых штормовых мест на планете давно получило печальную славу "кладбища кораблей". Пролив подлодкам помогли преодолеть суда обеспечения: танкер "Дунай" и судно "Гавриил Сарычев". Лишь однажды субмаринам пришлось подняться до глубины в 10 метров и испытать на себе всю силу бушевавшего шторма.
Советские эсминцы ждали участников похода у берегов Камчатки. Субмарины причалили к родной земле 26 марта. Руководство страны высоко оценило заслуги командования и членов экипажа. В частности, шестеро подводников получили звания Героев Советского Союза. Две подлодки сделали невозможное: обошли вокруг света незамеченными всеми имеющимися системами обнаружения кораблей. В НАТО узнали о случившемся уже по факту.