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  1958年10月17日,K-19在北德文斯克造船廠正式開始建造。1959年4月8日,K-19潛艇建造完畢下水。潛艇的船隻下水儀式中“砸香檳瓶”的工作通常由女性擔任,但這次為保密而改由一位蘇聯男性將領砸香檳。而該儀式中香檳砸向潛艇後,因潛艇佈設消聲橡膠使香檳瓶被完整無損地彈開,而這一切也被人們視為後來潛艇一切事故的“凶兆”。經過了長達將近2年的改進和繫泊試驗,該潛艇於1961年4月30日正式服役。

  

  1961年7月4日,K-19號由扎特耶夫指揮下潛行到北大西洋接近南格陵蘭島的海域準備進行發射訓練。潛艇浮出水面後核反應爐主迴圈泵和輔迴圈泵發生卡死,反應爐反應區溫度急速升高。但與此同時更不幸的是當時無線電系統發生電器故障,他們無法聯絡本部尋求救援。反應爐溫度很快就超過了控制極限並達到了900攝氏度的高溫,這個高溫已經達到了反應棒的熔點並使得原來反應爐內的反應更加加劇。儘管當時自動停機的控制棒已經插入了反應爐,但一切都無濟於事。  由於潛艇反應爐如果再不控制則很可能發生反應爐熔燬,同時艇上攜帶了三枚核導彈以及導彈的劇毒液體燃料,一旦發生爆炸,該海域將造成嚴重的生態危機和核汙染,同時100公里以外的北約基地也將可能受損。艇長懼怕潛艇爆炸之後會給當時美國以藉口發動核戰爭,艇長和艇員一致決定組成一個7人小組,由艇上工程師和船員組成,潛入反應爐艙,切斷空氣調整閥門,重新焊接冷卻水供應管,從而安裝上備用冷卻系統。這7人不顧個人安危進入充滿核汙染的反應爐艙內對反應爐搶修,從而使得潛艇反應爐逐漸得到控制,隨後K-19艇控制艇員轉移到在附近海域的S-270艇,再由S-270艇拖回。而這些進入反應爐艙的艇員們由於受到高劑量輻射曝照,有人當場就死亡,沒有當場死亡的也在返航途中即事件發生的一週內陸續死亡。由於管路漫布整個潛艇,核洩漏則造成了很多其他艇員受到輻射汙染,第一批艇員中包括艦長在內的幾乎所有人都受到了或多或少的核汙染,並且在事件發生後的幾年內就有至少20名艇員死於核汙染導致的疾病。  美國海軍在K-19附近的戰艦收到了由K-19備用無線電與S-270的無線電交流之後主動向K-19艇發出無線電說可以提供幫助,但當時艇長為防止蘇聯軍事機密洩露給北約而沒有理會。同時,當時艇長為了防止可能發生的兵變,收繳了除了六把親信軍官手中的手槍以外的所有輕武器並把它們扔到了海中。  返回港後,K-19迅速開始進行修復工作,但不幸的是K-19殘餘的核汙染造成了船廠船臺的核汙染,所有維修人員必須身著厚重的防護服才能進入封閉船廠內進行維修,這無疑增加了維修時間和難度。經過檢修,工程師們發現該潛艇這次災難是因為K-19主迴圈迴路中的一個焊點質量不合格,從而造成整個迴圈迴路的核洩漏以及迴圈泵的卡死。1965年,K-19艇修復返回北方艦隊,但這個時候他卻多了一個外號“廣島(Hiroshima)”,在美國電影《K-19》中則被戲謔為「寡婦製造者」(Widowmaker)。  2006年2月1日,前任蘇聯領導人戈爾巴喬夫向挪威諾貝爾獎委員會提議將這次事件發生時所有K-19上船員提名為諾貝爾和平獎,以表彰他們在這次事故中成功避免了一場潛在核戰爭。同年6月,事故時任艇長的扎特耶夫被提名諾貝爾和平獎。

  1972年2月24日,加拿大紐芬蘭1300千米開外120米深的海域中,正在戰略值班的K-19號艇艇內輪機艙突然著火,當時值班的28名艇員不幸陣亡。著火的原因是由於液壓機液體洩露到了熱濾器中引發大火。著火之後該艇立即上浮並接受附近北約軍艦實施營救。軍艦很快趕到後撤離了除尾部著火輪機艙後面的魚雷艙內12名艇員以外的全部艇員。撤離後因海風而使得軍艦對潛艇的拖拽工作造成了一定難度,K-19艇不斷輾轉直到4月4日才被回到北莫爾斯克(英語:Severomorsk)港,而被困於尾魚雷艙的12名艇員在度過了缺少水和食物,低溫以及近乎無光的空間中度過了漫長的40多天後被解救。而這次事故則使得K-19不得不又回到港口大修,之後返回北方艦隊。這次事件也是全世界非沉沒核潛艇事故中殉職人數最多的事故。

  1991年,K-19艇度過了命運多舛的40年服役生涯後終於退役。但就在退役前的1991年6月4日,K-19艇又一次發生了反應堆故障,儘管這次事故被迅速控制,潛艇沒有受到汙染並且無人傷亡,但這次事故也讓蘇聯政府決定以START-II協定讓這艘艇退役。隨後這艘艇的核反應堆、武器和電子裝備被拆除後,拖到位於科拉半島的「核潛艇墳場」等待最後拆解。  2002年5月,K-19艇拖到了摩爾曼斯克的Snezhnogorsk港等待拆解。  2003年10月,俄政府決定在「近期」完全拆解這艘艇。  2006年,原來在K-19上擔任廚師的Vladimir Romanov成為了富翁,他買下了這艘已經隨時將要拆解的潛艇並準備將這艘潛艇停泊在莫斯科作為蘇聯時期退役潛艇水兵的俱樂部或博物館。然而一些K-19艇上的退役水兵強烈反對此舉。
K-19號核動力彈道導彈潛艇是蘇維埃社會主義共和國聯盟紅海軍H級核潛艇的首艦。該潛艇是蘇聯第一級可以有遠航能力的彈道導彈潛艇。但該潛艇聞名全世界則是因為其頻繁發生的事故以及後來的美國電影《》。