Zbudowany w 1962 roku okręt podwodny K-27 był jednostką eksperymentalną, wyposażoną w reaktory atomowe chłodzone płynnym metalem. W toku eksploatacji okrętu doszło na jego pokładzie do incydentu, w wyniku którego wycofano go z służby, a po latach porzucono na Morzu Karskim.
Okręt podwodny K-27 (Projekt 645) powstał w wyniku prac nad nowym rodzajem reaktorów atomowych dla okrętów podwodnych typu VT-1. Jako bazę wykorzystano projekt okrętów podwodnych projektu 627, znanych jako typ November, czyli pierwszych radzieckich atomowych okrętów podwodnych produkowanych seryjnie (łącznie 13 jednostek).
Budowę okrętu rozpoczęto 15 czerwca 1958 roku, wodowanie miało miejsce 1 kwietnia 1962 roku, a do służby okręt wszedł 30 października 1963 roku. K-27 miał zbliżoną konstrukcję do okrętów projektu 627 i miał 3420 ton wyporności na powierzchni, oraz 4380 ton pod wodą. Długość kadłuba wynosiła 109,8 m a napęd zapewniały dwa eksperymentalne reaktory atomowe VT-1, zapewniające prędkość 14,7 węzła na powierzchni i 30,2 węzła pod wodą. Uzbrojenie okrętu składało się z 8 wyrzutni torped kalibru 533 mm, mogących wystrzeliwać torpedy z głowicami nuklearnymi.
K-27 wykonał kilka rejsów operacyjnych, służąc w Flocie Północnej. Podczas jednego z patroli latem 1965 roku okręt przeprowadził treningowy pozorowany atak na amerykański lotniskowiec USS Randolph, odnosząc sukces – Amerykanie wykryli okręt już po teoretycznym odpaleniu torped. Od samego początku służby, K-27 sprawiał jednak sporo problemów.
Nowe reaktory typu VT-1 wymagały bardzo dużo uwagi, ponieważ chłodzący je płynny metal nie mógł zastygnąć. 13 października 1967 roku na pokładzie okrętu doszło do drobnej awarii jednego z reaktorów, po usunięciu której nie przeprowadzono dodatkowych badań. 24 maja 1968 roku w tym samym reaktorze doszło do kolejnej awarii, która tym razem doprowadziła do znaczącego spadku mocy i uwolnienia się znacznych ilości promieniowania, które skaziło cały okręt.
Dopiero po interwencji oficera medycznego, kapitan wydał rozkaz wynurzenia i przewietrzenia okrętu. Mimo to napromieniowanych zostało kilkudziesięciu członków załogi. Okręt wrócił do bazy w zatoce Gremicha. Bezpośrednio wskutek awarii zmarło czterech marynarzy, a w kolejnych latach ponad 30 zmarło z powodu otrzymanych w trakcie awarii dawek promieniowania.
Okręt od 20 czerwca 1968 roku wykorzystywany był do licznych eksperymentów i prób, które zakończono w 1973 roku. Następnie rozważano remont okrętu i wymianę reaktorów, jednak koszty takiej operacji były zbyt wysokie. Mimo to reaktory utrzymywano w sprawności, zapobiegając zastygnięciu chłodziwa. Ostatecznie 1 lutego 1979 roku K-27 został wycofany z eksploatacji, a jego reaktory wyłączone i zabezpieczone.
Po usunięciu wartościowego wyposażenia, okręt wraz z napromieniowanymi reaktorami został przeholowany w rejon Morza Karskiego, gdzie zatopiono go na głębokości zaledwie 33 m (mimo, iż Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej postulowała, aby okręt zatopić na głębokości 3000-4000 m. Pozostawiony własnemu losowi wrak popada w ruinę, a co kilka lat prowadzone są ekspedycje mające na celu ocenę zagrożenia napromieniowaniem okolicznych wód. Równocześnie podejmowane są próby rozpoczęcia operacji wydobycia i utylizacji okrętu, który stanowi duże zagrożenie ekologiczne.
W 2017 roku ponownie powrócono do pomysłu wydobycia jednostki, ale prace najwcześniej rozpoczną się w okolicach 2022 roku. Do tego czasu K-27 będzie tykającą bombą, która może doprowadzić do skażenia wód w rejonie Morza Karskiego.