Первый атомный взрыв, целью которого являлась проверка ядерного заряда к торпеде Т-5 и получение данных по воздействию подводного ядерного взрыва на корабли, был произведён 21 сентября 1955 года. Предстоящее испытание вызвало большой интерес военного начальства, поэтому лично наблюдать за его ходом на остров прибыли многочисленные комиссии Министерства обороны, Министерства среднего машиностроения и Академии Наук СССР. Общее руководство осуществлял заместитель главкома ВМФ адмирал Горшков (адмирал Кузнецов из-за болезни не смог присутствовать).
В соответствии с планом на шести радиусах от эпицентра взрыва были размещены приговоренные к смерти корабли-мишени, а сама торпеда Т-5 с ядерным зарядом РДС-9 была опущена на тросе с тральщика в воду на глубину 12 метров и там взорвана.
Участник испытаний, вице-адмирал Е. Шитиков, так описывал результаты взрыва:
«При взрыве эсминец «Реут» (бывший «Урицкий» типа «Новик»), поставленный в расчётную зону поражения, попал в границу султана, «подпрыгнул» и мгновенно затонул... От тральщика-стотонника, с которого был опущен боезаряд, вообще ничего не осталось. Остальные корабли остались на плаву и киногруппа поспешила к ним на катере.
Эсминцы «Гремящий» и «Куйбышев» находились примерно на расстоянии 1200 м от эпицентра взрыва. Их раскачало до 15 градусов, но вода на палубу не попала... Через ослабленные швы в корпусе вода попала в междудонные топливные цистерны. Появились вмятины в надстройке, были деформации дымовых труб и раструбов вентиляции, пострадали антенны, приборы и светильники. Схожие повреждения были и на «Куйбышеве». Эсминец «Карл Либкнехт» (1600 м) имел до взрыва течь корпуса, которая после взрыва значительно увеличилась и его через 10 часов отбуксировали на отмель.
Из подводных лодок ближе всех к эпицентру (500 м) стояла С-81 (бывшая немецкая подлодка U-1057 VII серии). У нее затопило шестой отсек и разрушило аккумуляторную батарею. Имея значительные повреждения, ПЛ полностью вышла из строя. На расстоянии 800 м в подводном положении на перископной глубине, поддерживаемая понтонами стояла подлодка Б-9 (бывшая К-56), а в надводном положении — С-84 (бывшая немецкая U-1305 VII серии). После взрыва Б-9 оставалась в том же положении (видны перископ и антенна), но через 30 часов погрузилась и повисла на стропах понтонов. Из-за нарушения плотности сальников в корпус поступило около 30 т воды и залило электродвигатели. С-84 получила незначительные повреждения.
На ПЛ С-19 (1200 м) — по программе испытаний один торпедный аппарат имел открытую переднюю крышку. В нём выбило пробку и в первый отсек поступило около 15 т воды, большинство повреждений на подводных кораблях были потом устранены прибывшим на них личным составом. На ПЛ Б-9 их устраняли три дня, на С-19 — два. При этом, если бы на подводных лодках находились экипажи, они легко устранили бы течь, и лодки сохранили бы боеспособность, правда, за исключением С-81».
Морские начальники были вполне удовлетворены результатами испытания:
«Хотя торпеда с ядерным зарядом и обладала большой мощностью взрыва, но в противоатомном ордере она была способна потопить лишь один корабль».
Вывод из этого факта следовал один — флот продемонстрировал свою способность воевать также и в условиях применения ядерного оружия, хотя, как написал позже новый главком ВМФ Горшков:
«зарубежные военные специалисты, поддавшись гипнозу всесилия атомного оружия, были убеждены, что в новых условиях все надводные корабли утратили боевую ценность».
Появились паникёры и в Советском Союзе:
«следует признать, что вначале и в нашем флоте не было должной уверенности во многих теоретических построениях о роли и месте надводных кораблей в вооружённой борьбе на море в связи с ростом поражающих факторов современного оружия».
После испытаний на новоземельском полигоне адмиралы могли торжествовать победу. Теперь у них в руках были весомые аргументы для спора с противниками развития флота.
Через два года опыт решили повторить — на этот раз планировался воздушный ядерный взрыв. Заместитель главкома ВМФ адмирал Басистый, уверенный в успехе предстоящего испытания, даже распорядился использовать в качестве мишеней только что вступившие в строй новые эсминцы проекта 56 и подводные лодки проекта 613. Но Горшков, сменивший к тому времени Кузнецова на посту главкома, не одобрил инициативу своего зама. Он посчитал нецелесообразным использовать новейшие корабли, поэтому в дело вновь пошли «старички».