Испытания П-35 на ОС-15 проводились на Каспийском море на полигоне в районе Красноводска. Первый пуск состоялся 27.07.1960 г. Первая серия из семи пусков дала неудовлетворительные результаты и потребовала доработки системы управления АПЛИ-1.
Последующие летные испытания с 4-го квартала 1962 г. на ОС-15 были более успешны. Ряд пусков проведено по мишеням : недостроенному лидеру эскадренных миноносцев "Киев" пр.48 и танкеру "Низами". Одной ракеты, причем с инертной боевой частью (без взрывчатого вещества), оказалось достаточно для потопления лидера водоизмещением 2500 тонн. Ракета попала в левую скулу, вскрыла палубу, как консервную банку, по длине около 50 м, далее ракета разрушилась, а ее двигатель пробил днище, и через 3 минуты лидер затонул.
Параллельно с испытаниями П-35 шла достройка крейсеров пр.58. До 29.09.1962 г. корабли пр.58 числились эсминцами, но затем удалось уговорить Хрущева изменить классификацию, дабы дать офицерам % корабля более высокие должности и, соответственно, оклады.
Первый корабль пр.58 "Грозный" был заложен 23.02.1960 г. и спущен 26.03.1961 г., в том же году на нем были смонтированы первые две счетверенные наводящиеся ПУ СМ-70. Боезапас на каждую ПУ составлял 8 ракет П-35, из которых непосредственно 4 находились в контейнерах ПУ, а еще 4 – в погребе, рядом с ПУ. Обычно одна из 4-х ракет П-35 имела специальную боевую часть в 20 кт. Всего на заводе им.Жданова в Ленинграде было построено четыре крейсера пр.58 ("Грозный", "Адмирал Фокин", "Адмирал Головко" и "Варяг"). В 1964-1968 годах на том же заводе было заложено четыре больших противолодочных корабля пр. 1134 ("Адмирал Зозуля", "Владивосток", "Вице-адмирал Дрозд" и "Севастополь"). Корабли пр. 1134 были вооружены ракетами П-35, установленными в двух спаренных ненаводящихся ПУ, каждая ПУ имела две запасные ракеты, хранившиеся в погребе.
Кроме того, по Постановлению СМ № 822-351 от 7.08.1962 г. был проработан вариант установки П-35 на восемь кораблей пр.57бис, с вооружения которых снимались ракеты КСЩ. Однако, планировавшаяся замена КСЩ на П-35, ЗУР и средства ПЛО оказалась нереальной и от П-35 отказались в пользу двух последних.
Интересно, что П-35 могла использоваться и для стрельбы по наземный целям, для чего нужно было только перевести бортовую систему управления "Блок" из режима "М" (морской) в режим "Б" (береговой). В этом случае ракета по команде с крейсера пикировала на цель под углом 80 °.
Нанесение ударов по надводным кораблям на дистанциях, многократно превышающих дальность прямой радиолокационной видимости, потребовало создания системы разведки и целеуказания для ПКР. Такая система была создана и состояла из бортевого радиолокационного комплекса обнаружения надводных целей и аппаратуры трансляции радиолокационной информации, размещенных на самолетах Ту-16РЦ, Ту-95РЦ (позднее на вертолетах Ка-25РЦ) и на приемных пунктах на кораблях. В системе разведки и целеуказания, принятой на вооружение 1965 году, впервые была осуществлена передача с самолета-разведчика на корабль- носитель ПКР радиолокационного изображения района осмотра в реальном масштабе времени.