该级艇原为“长尾鲨”级，由于首艇，“长尾鲨”号始建于1958年，196t年7月下水，1962年5月服役，服役后不久于1963年4月在大深度试航时失事沉没，故此级艇改称“大参鱼”级。
首艇“大参鱼”号攻击型核潜艇于1959年7月开工，1961年下水，1962年5月服役。艇长84.9米，宽9.6米，水下排水量4300吨，水下航速30节。采用1座S5W型压水堆和2台蒸汽轮机，续航能力5万海里。编制127人。
该级艇首次采用了HY-80高强度低合金钢，使艇的下潜深度增加到300米，从而增大了艇的机动空间。在推进方面首次采用了主、辅助和应急三套推进装置，首次采用了BQQ-3多用途综合声呐系统。鱼雷发射管位于中部，首部装设主动式和被动式搜索和攻击用的大型声呐，与安装在艇体上的贴壳形声呐基阵连接，用于进行目标搜索与识别。这种布置方式可减少湍流噪声对声呐接收性能的影响，并保证尾部无障碍遮拦，因此美国海军随后建造的各级攻击型核潜。艇均采用这种布置方式。该级艇还首次装备了远射程的“萨布洛克”反潜导弹、先进的多用途综合声呐等先进设备，大大提高了潜艇攻击能力。
