首次採用單、雙混合殼體設計。677型潛艇採用西方潛艇常用的“艇艏艇身單殼體+艇艉雙殼體”混合結構，與877/636型潛艇相比，內部空間擴展約25%，為後期升級留足了空間。
首次規劃安裝AIP系統。677型潛艇計劃安裝AIP系統中最先進的燃料電池系統。如此一來，該型潛艇的水下續航時間達10天之久，隱蔽性能大幅提升。
首次採用艇艏共形陣聲呐。677型潛艇是世界上首型裝備艇艏共形陣聲呐的常規動力潛艇，這種聲呐系統探測能力強、監測範圍廣、占用空間小，能大幅提升潛艇的水下探測能力，同時節省內部空間。
此外，677型潛艇還安裝全新自動化指揮和武器控制系統，改變了蘇式潛艇內部設備落後、低效的面貌。得益於此，該型艇艇員編制僅37人，少於877/636型潛艇。另外，通過應用新型塗層、換裝低噪音螺旋槳、改進排水孔形等，677型潛艇的靜音性能大幅提升，“接近於海洋背景噪音”。
推動俄常規動力潛艇發展
由於採用過多創新技術，677型潛艇的建造過程並不順利。1997年，俄海軍訂購首批4艘艇。然而，首艇“聖彼得堡”號直到2004年才下水，原因在於燃料電池系統等新技術不夠成熟。此後，該型潛艇在測試中又暴露出動力不足、聲呐系統不穩定等問題，導致後續建造工作再次中止。2013年改進設計方案後，2號艇“喀琅施塔得”號和3號艇“塞瓦斯托波爾”號（後更名為“大盧基”號）陸續開工。為確保工期，這兩艘潛艇沒有安裝AIP系統。俄海軍造船部部長曾公開表示，新AIP系統將於2021年至2022年完成研發。
鑒於677型潛艇發展進度滯後，為避免影響戰備，俄海軍一面推出636型常規動力潛艇改進型號，一面展開第5代常規動力潛艇預研，保證俄潛艇技術與西方同步發展。與此同時，俄海軍並未放棄677型潛艇。2018年11月，時任俄海軍總司令弗拉基米爾·科羅廖夫在接受採訪時表示，俄海軍計劃至少建造12艘677型潛艇。2019年6月，俄國防部與海軍造船廠再簽訂兩艘677型潛艇建造合同，並表示將繼續追加訂單。
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