Головным разработчиком ГСН и бортовой аппаратуры в целом был определен ленинградский НИИ-49 (ныне - ЦНИИ «Гранит»), главным конструктором системы управления - Б.И. Митрофанов, которого в дальнейшем сменил ОТ. Зайцев. Создание бортовой системы управления в НИИ-49 возглавил A.M. Каменский, корабельной аппаратуры - Б.П. Михеев. После наземной стендовой отладки аппаратуру ГСН разместили для летной отработки на стареньком самолете Ли-2.
Организация В.Н. Челомея не только по ведомственной принадлежности, но и по профессиональному опыту ведущих сотрудников относилась к авиационной промышленности. В соответствии с традициями технического обслуживания пилотируемых самолетов в корпусах первых ракет конца 1950-х гг. (П-5, П-6 и П-35) было выполнено немало люков, обеспечивающих удобство проведения регламентных работ. При изготовлении конструкций наряду со сваркой использовалась и клепка. На ракете подводного старта для обеспечения герметичности пришлось отказаться как от люков, так и от заклепок. Более широко стали применять литые конструкции. Поэтому еще в 1959 г. в опытном производстве ОКБ-52 провели большие работы по расширению литейного оборудования.
С самого начала работ по «Аметисту» стало ясно, что основным вопросом станет реализация подводного старта. Поэтому соответствующие полномасштабные эксперименты начали, не дожидаясь завершения создания бортовой аппаратуры. В результате первые натурные макеты ракеты запускались не с наземной пусковой установки, а с подводного стенда.
Проблема подводного старта уже на протяжении нескольких лет преодолевалась применительно к баллистическим ракетам. Отработка полноразмерных экспериментальных баллистических ракет началась с конца 1956 г. с использованием построенного в Николаеве на заводе №444 специального несамоходного плавучего сооружения ПС («Погружающегося стенда»). Невозможно было найти для проведения экспериментальных работ более живописного места: они осуществлялись у высоких берегов Крыма, у мыса Филолнт (восточнее Балаклавы).
Поскольку требовалось также оценить воздействие набегающего водного потока при стрельбе из движущейся лодки, вслед за созданием неподвижного стенда переоборудовали вполне современную по тем временам среднюю дизельную подводную лодку пр. 61ЗС-229 в опытную по пр. В613, навесив на нее с каждого борта позади ограждения рубки по вертикальной шахте для баллистических ракет. Первый пуск экспериментальной баллистической ракеты с опытной лодки состоялся 9 июля 1957 г.
Аналогичным образом шла отработка подводного старта крылатых ракет. В СКБ-143 спроектировали подводный стенд ПСА («А», разумеется, означало - «Аметист»), построенный в 1959-1960 г. на заводе №444 в Николаеве. Стенд оснастили разработанной в ЦКБ-34 пусковой установкой СМ-101 (в некоторых публикациях неверно названной СМ-10). 24 и 26 июня 1961 г. все в том же районе под Балаклавой с СМ-101 провели два первых пуска из-под воды, в которых использовались оснащенные натурными двигателями подводного хода и стартовиками габаритно-весовые макеты «Аметиста».
Работы шли успешно, но так как бортовая аппаратура не была готова, испытания прервали почти на год. Со стенда ПСА весной 1962 г. провели шесть автономных пусков ракет, уже оснащенных автопилотом и полным комплектом двигателей, включая маршевый. Четыре из этих пусков были вполне успешными. Всего с подводного стенда выполнили 10 пусков.
Атомная подводная лодка с крылатыми ракетами пр. 661.
К середине года на заводе №444 завершилось переоборудование в опытную лодку по пр. 61 ЗА серийной лодки пр. 613 С-72, ранее построенной на том же заводе (в 1953 г.) под строительным номером 410 и вступившей в строй Черноморского флота. Посередине кормовой части возвышалась коробчатая конструкция с размещенной внутри нее пусковой установкой СМ-103. В целом это сооружение приближенно имитировало фрагмент междубортного пространства атомохода с прикрывающей его крышкой люков легкого корпуса для пуска ракет. Для начала с лодки пустили еще пару автономных «аметистов», а 16 декабря 1962 г. приступили к летно-конструкторским испытаниям, выполнив первый пуск более или менее комплектной ракеты, который, к сожалению, закончился неудачей. После 22 июня испытания прервали: три из пяти выполненных к тому времени работ прошли явно неудачно. До конца года число пусков довели до семи, после чего лодка ушла на тот же завод в Николаев. Необходимость ее переоборудования по пр. 61 ЗАД определялась как выявившимися в ходе испытаний необходимыми доработками, так и расширением стоящих перед ней задач. Атомоход пр. 661 еще не был даже заложен, и на дизельную опытовую лодку возложили задачу обеспечения не только ленто-конструкторских, но и совместных испытаний.
Несмотря на то, что при штатном функционировании «Аметист» был приспособлен только к старту из-под воды, на время ремонта подводной лодки испытания решили продолжить с наземного стенда СМ-107, установленного на находящемся между Керчью и Феодосией полигоне Песчаная балка. По опубликованным А.Б. Широкорадом свидетельствам ветерана полигона Ю.С. Кузнецова, запущенная 11 марта 1964 г. ракета из-за отказа автопилота упала менее чем в 2 км от берега. Сразу найти ее не удалось. Как выяснилось в дальнейшем, при работающем под водой маршевом двигателе она ушла более чем на полтора десятка километров от места падения. Там-то ее совершенно случайно и подняли со дна рыбаки спустя 19 лет после пуска! К гордости ее конструкторов, большинство отсеков в течение почти двух десятилетий сохранили герметичность, удерживая все это время воздух в подводных условиях.