La Classe K présentait les plus grands sous-marins construits pour la marine soviétique à l’époque de la Seconde Guerre mondiale. On lui a parfois donné le nom de Projet 41. La conception a été approuvée en 1936 comme un « sous-marin de croisière » à longue portée avec un armement composé de torpilles et de canons lourds. Ils étaient une version significativement améliorée de la Classe Pravda et ont surmonté la plupart de leurs lacunes. La double coque était divisée en sept compartiments. À l’origine, il était prévu de transporter un petit hydravion pour la reconnaissance, mais ce concept a été abandonné lorsque l’avion prévu s’est révélé trop fragile.

Yakubov et Worth (deux célèbres historiens de la deuxième guerre mondiale) déclarent qu’il s’agit des sous-marins soviétiques les plus réussis de l’époque de la Seconde Guerre mondiale, avec une grande vitesse et une bonne tenue en mer. Cette Classe de sous-marins possédait de meilleurs systèmes de ventilation et de climatisation que toute autre Classe de sous-marin soviétique de la Seconde Guerre mondiale. Ils disposaient d’équipements comme une couchette pour chaque marin, de petites cabines pour chaque officier, des douches, des radiateurs électriques (cette Classe était conçue pour fonctionner principalement dans l’Arctique) et une cuisine électrique. La coque offrait un hébergement spacieux. Le temps de plongée était de 60 secondes. Les constructeurs navals américains ont inspecté le K-21 en 1944 et ont pensé que la conception était professionnelle mais techniquement inférieure aux bateaux américains contemporains tels que les sous-marins de la Classe Gato.

Une conception améliorée, la Classe KU, qui devait être soudée, était en préparation en 1941. 24 KU étaient prévus, mais le Projet a été abandonné.

Les douze bateaux ont été construits par Marti Yard / Ordzhinikidze Yard, Leningrad, sur la mer Baltique, pour la flotte soviétique du Nord. Les unités K-1 à K-23 ont été transférées avant l’invasion allemande, et les unités K-51 à K-56 ont été piégées à Leningrad pendant le blocus. Ils ont été achevés après la guerre et transférés dans l’Arctique.

Sur les sous-marins de la série admis au service actif, cinq ont été perdus au combat en flotte du Nord (deux en 1942 et trois en 1943). Les six autres ont servi jusqu’en 1956, avant d’être modifiés en stations de rechargement à flot. L’un d’entre eux, le K-56, a été transformé en sous-marin d’expérimentation et coulé lors d’un essai nucléaire dans la baie Chornaya de l’archipel de Novaya Zemlya en 1957. Le massif du K-21 a été érigé en mémorial à Severomorsk.