В результате проведённых специальных работ на лодке было укреплено ограждение рубки, установлены вторые комплекты эхолота и эхоледомера, пульт штурмана, два дополнительных гироазимута, самописец для обсерваций по подводным взрывам, то есть всё то, что необходимо и, что тогда могла предложить отечественная промышленность для длительного плавания подо льдами в высоких широтах. Доработанный навигационный комплекс получил название «Плутон-У». Как пишет Ю.А. Портнов: «Командиру АПЛ, капитану 2 ранга Шумакову В.П., и мне в штабе флота под большим секретом сказали цель модернизации – поход к Северному полюсу. В середине июня мы с командиром на «летающей лодке» из Сафоново (аэродром вблизи от Североморска – Прим. авт.) совершили первый полёт на Север для ведения ледовой разведки. Полёт проходил на малых высотах. Мы убедились, что Северный Ледовитый океан не покрыт сплошным льдом, что имеются свободные ото льда участки водного пространства, позволяющие в аварийной ситуации всплыть подводной лодке в надводное положение, конечно, при их обнаружении. Мы увидели, как выглядит паковый и однолетний (молодой) лёд. Полюбовались белыми медведями. Они убегали от шума самолёта. К разработке маршрута похода я не привлекался».
В конце августа в течение очередного недельного выхода в море вновь отработали элементы задачи № 2. Особое внимание было обращено на всплытие без хода, мерную линию, девиацию магнитного компаса, работу эхолотов и эхоледомеров, влияние маневрирования подводной лодки на работу гироскопических приборов, определение места по подводным звуковым маякам. Однако уверенности в надёжной работе паро-производительной установки не было.
После возвращения с контрольного выхода в море началась загрузка подводной лодки всеми видами снабжения, позволяющими длительное время находиться в условиях пониженных температур. Например, на каждого члена экипажа было взято по два комплекта меховой одежды и водолазного белья. А командир АПЛ и штурман совершили повторный полёт к Северному полюсу. Ледовая обстановка на этот раз была более благоприятной, было больше «чистой воды». И немудрено – в конце лета – начале осени ледовая обстановка всегда более благоприятная, чем в конце полярной ночи. Подготовка к походу под лёд завершилась в первой декаде октября.
Всего АПЛ совершила шесть выходов в море, прошла в надводном положении 1357 миль, а в подводном 3168 миль.
Утром в четверг 13 октября подводная лодка К-8 отошла от причала для выполнения правительственного задания (проигнорировали примету, что в понедельник и 13 числа лучше в море не выходить). Курс на Северный полюс. На борту находилось 132 человека, при численности экипажа 104 человека. Понятно, что в такой необычный поход пошли многие руководители и прикомандированные специалисты