中国核潜艇计划起始于1958年6月，在没有外来帮助的情况下举步维艰，被迫于1963年起搁置。1965年起，中国开始建造陆上的模拟反应堆作为未来核潜艇的动力。解放军海军制订了研制两种核动力潜艇的计划，包括一种核动力攻击型核潜艇，以及在此基础上改装出的弹道导弹核潜艇。1969年起，一个顶尖科学家小组开始投入核潜艇研制计划，总设计师是彭士禄，1983后由黄旭华接任。中国于同期建造了核潜艇的配套设施，包括位于四川绵阳的陆基实验性核反应堆、辽宁葫芦岛造船厂的核潜艇船坞，以及配套的鱼雷、声纳和导弹等。第一艘091型核潜艇（长征1号，舷号401）于1966年开始总体设计，并建造了一个1:1的实体模型。

　　1968年5月开始放样，11月开始总体建造并于1970年4月完成了首艇的总体试水。同时陆上模式反应堆也于1970年4月28日安装完毕，并在5月1日正式开始试车。7月30日陆上模式堆即达到满功率运行，指标完全符合设计要求。同年12月26日下水舾装。1971年4月1日至8月16日首艇开始码头系泊实验，4月底开始向艇上核反应堆装填核燃料，6月反应堆达到热态临界。7月1日实现了在核潜艇上以核能发电，随后进行了首艇主机试车，动力装置联调等工作。1971年8月23日7时40分，091型首艇1701（当时舷号，后改为401）从应急推进电机转换为核动力航行状态。1974年8月1日建军节，长征1号正式入役。1977年到1990年间又陆续建造了4艘091型核潜艇，分别命名为长征2号-长征5号，舷号402-405。所有的091型核潜艇都部署在北海舰队，以青岛为母港。