V-Ⅲ型艇采用了轴对称的水滴线型，双壳体结构。长宽比为10，与第一代核潜艇相比，对快速性较为有利。指挥台和上层建筑很低，光滑、突出部分很小，顺应了流体的光顺性，流经艇表面时保持层流，并设有控制边界层的辅助推进器。保持层流可减小阻力，降低噪声。主压载水舱都采用通海阀形式。采用了十字形尾稳定翼，尾升降舵中设有大舵和小舵，小舵供高速时使用。

　　在V-Ⅲ型艇的尾部垂直稳定翼上安装了一个纺锤形的导流罩，收藏拖曳阵声呐的收放俄罗斯“维克托”-Ⅲ型攻击型核潜艇装置。指挥台围壳和部分非耐压壳体采用了铝合金。

　　该级艇后两型艇的长度逐步增大，在指挥台围壳和首部之间都增加了一段壳体，用于布置新型武器和射击指挥系统。

　　艇内部分成8个舱室：鱼雷舱，生活舱，指挥舱，反应堆舱，主机舱，前辅机舱，后辅机舱和尾舱。