Работы по исследованию конструкций ракет с двигателями на твердом топливе развернулись в конце 50-х годов. Полученные теоретические и экспериментальные наработки позволили в конце 60-х годов приступить к созданию первой твердотопливной ракеты средней дальности для подводных лодок. Головной организацией по разработке ракетного комплекса было определено КБ завода <Арсенал> во главе с главным конструктором П.А. Тюриным.
В течение шести лет длились стендовые и полигонные испытания, показавшие высокую надежность и безопасность ракеты. В 1976 году приступили к пускам с борта переоборудованной подводной лодки К-140 проекта 667АМ. Ракетный комплекс Д-11 с БРПЛ Р-31 был принят на вооружение в 1980 году. В его состав входило всего 12 пусковых установок.
Двухступенчатая ракета Р-31 с маршевыми РДТТ имела стартовую массу 26,9 т, что почти в два раза превышало массу Р-27, в то время как максимальная дальность полета увеличилась всего на 900 км. На первой ступени устанавливался ракетный двигатель с зарядом из смесевого твердого топлива. Его сопловой блок имел четыре камеры сгорания и прикрывался хвостовым отсеком. РДТТ второй ступени имел одно сопло. Для ориентации и стабилизации ракеты устанавливались специальные ракетные двигатели.
Головная часть ракеты крепилась к приборному отсеку, в котором располагались приборы инерциальной системы управления. Ракета несла моноблок мощностью 1 Мт, прикрытый обтекателем. На его верхней части устанавливалось сбрасываемое в полете устройство, обеспечивающие формирования каверны при выходе ракеты из шахты.
Конструкторы предусмотрели подводный старт ракеты из <сухой> шахты за счет использования энергии порохового аккумулятора давления. Верхний срез шахты герметизировался <мягкой> мембраной. Такой способ старта позволил отказаться от ряда систем подводной лодки и одновременно снизить шумность предстартовой подготовки, которая свойственна <мокрому> старту.
При этом ни мощность головной части, ни точность стрельбы заметно не возросли. Справедливости ради следует отметить, у Р-31 был ряд присущих только ей преимуществ, обусловленных прежде всего простатой эксплуатации.
Не улучшились характеристики и подводной лодки, которая унаследовала от своей предшественницы все кроме ракетного отсека. Число пусковых шахт пришлось уменьшить до 12. Для того времени подводный крейсер с ракетой средней дальности можно было смело считать морально устаревшим и серию подобных кораблей строить не стали. <Навага-М> числилась в боевом составе Северного флота до середины 1991 года.