第一代核动力潜艇研制期间，正是我国经历三年自然灾害，10年文革动乱的非常时期。国家经济困难，国防工业能力落后，整个国家以勒着裤腰带的精神，支持着第一代核动力潜艇的研制工作。虽然第一代核动力潜艇在水下最高航速，最大潜深等硬指标上，与当时苏美英法的核潜艇基本处于同一水平上。但是在核动力装置热工性能与可靠性上，与国外先进核潜艇相比，还是存在相当差距。1970年装备核动力艇的综合声呐、探雷声呐、声线轨迹仪、侦察声呐等水声探测设备，受限制于当时的国防工业研发水平和制造能力，其性能自然也和国外先进核潜艇上装备的先进水声探测设备，有着很大的差距。
而一些装艇的武备系统，由于受到文革动乱的影响，其研制的进程更加困难。鱼三大型声被动制导鱼雷自1972年开始研制，直到1983年十月才定型完毕，1984年还进行了补充定型试验。鱼四声自导反舰鱼雷则一直到1982年12月才算研制成功，装艇试用。前后被拖延了近十余年的研发时间，让我国原本就不容乐观的武器系统研制工作雪上加霜，造成的代差问题更让我国第一代核潜艇装备的自导鱼雷，性能大大落后与国外同期鱼雷水平。
同时第一代核动力潜艇的一些项目定型工作也因为文革的干扰，被严重拖后。本该在首艇服役后就进行的深潜、水下最高航速与大深度发射鱼雷试验，一直到1988年4、5月期间才完成，我国第一代攻击核潜艇形成战斗力的时间也因此被拖后了十余年之久。由此可见，文革长达十年的动乱时间，严重干扰了我国核动力潜艇的研发进程，所造成的研制进度滞后，设备性能落后的困局，让我国核动力潜艇研制工作在一个时期内举步维艰。而荒废的这宝贵十年时间，也是直接造成我国第二代新型核动力潜艇，在性能上没有能够赶上国际先进核潜艇的主要因素。
为了改善我国第一代核潜艇的作战能力，我国于90年代对第一代核动力潜艇进行了升级改造，型号命名为09-I改型。用新设计的综合声呐替换了原有的老型号声呐。新型声呐系统采取了卡尔曼滤波、自适应噪声抵消、最佳线性预测等先进技术，使得新型声呐系统具有鱼雷报警、多目标自动跟踪、低频线谱检测等功能，大大提高了我国第一代核动力潜艇的水声探测水平。
从最近曝光的照片分析，09-I改型潜艇在舷侧也装备了舷侧阵声呐，艇体上相同位置的三条白色避碰线明确的标定了声呐基阵的安装位置，这将显著提高我国潜艇对动目标距离的探测精度，并改善武器系统的跟踪、计算和快速打击能力。同时在武器装备上，也以具备线导与声自导功能的新型鱼三改进型号鱼雷，鱼6热动力线导鱼雷（引用外媒信息，尚不能完全证实YU6线导鱼雷是否装备第一代核潜艇）代替了性能落后的早期鱼雷，并为09-I改型核潜艇装备了鹰击型82潜射反舰导弹，这使我国第一代核动力潜艇的作战威力得到了显著的提高。
在海上阅舰式露面的403号艇，曾经创下了水下连续长航90昼夜的辉煌纪录，为中国核潜艇水下最大自持力的研究工作，做出了巨大贡献。该艇的流水孔从原来的长条纵缝形式，改为栅式流水孔与细小纵缝流水孔相结合的模式，可能在进行新式流水孔水动力研究工作。根据最近公开资料表明，该艇也有可能承担了新型攻击核潜艇09-III项目的声呐试验工作。
09-I型核潜艇建造完毕后，中国科研人员在对09-I型核潜艇进行升级改造的同时，也开始了新型核潜艇的研制准备工作。根据国外媒体报道，09-III型攻击核潜艇立项于90年代中后期，98年前后进入总体建造阶段，2001年建成下水，2003年左右开始海试。这段期间09-III新型核潜艇的相关报道频繁见于国外媒体，但是其身影却一直没有出现。直到2007年7月在军方举办的《解放军新时期成就展》上，09-III新型核潜艇以模型与照片的方式公开展出，新一代核潜艇终于正式亮相。随后中央台曝光了胡锦涛主席为新型核潜艇入役授军旗仪式的画面，证明09-III新型核潜艇首艇已正式服役，并形成了战斗力。自此，09-III新型核潜艇正式公开，并以昂扬的姿态出现在大家面前。
