20世纪50年代初，就在毛子们忙不迭地想办法为68bis型巡洋舰加装新式防空炮的时候，另一项工作也在紧锣密鼓地进行：对缴获的纳粹德国导弹武器进行了详细研究以后，毛子们认识到导弹有着相当高的命中率。以往战列舰和巡洋舰在反舰防空作战时需要几十上百发炮弹造成的毁伤效果，导弹只需要一两枚就可以达到。因此，苏联第17设计局的设计师们开始设计苏联的导弹巡洋舰。
此时苏联海军高层的人事产生一些变化。由于坚持要建造航母，原来的苏联海军司令库兹涅佐夫被赫鲁晓夫撸了下去。他的继任者是戈尔什科夫海军元帅。戈尔什科夫元帅在新的造舰计划中列入了67型导弹巡洋舰，这种巡洋舰使用由空射的KS-1“彗星”反舰导弹（北约代号AS-1“狗窝”）改进而来的KSS“箭”式反舰导弹（KSS是俄语“箭”式舰载导弹系统的缩写）。其前后主炮全部被拆掉，换成KSS的弹库和发射架，同时，67型的副炮和防空炮换成全新的SM-52型100mm双联装平高两用炮和ZIF-68型防空炮。
“彗星”的外形类似于一架米格-15歼击机，因为其研发单位就是著名的米格设计局
中国曾经引进过一批“彗星”的岸舰型号——4K87“小火山”，被称为542型岸舰导弹
67型导弹巡洋舰 阿尔巴特军区制图
在确定了方案以后，苏联海军在1954年决定将黑海舰队的68bis型巡洋舰“纳希莫夫海军上将”号改造为67型导弹巡洋舰的先导试验舰。苏联海军将改造后的巡洋舰定名为67EP型巡洋舰。为了安装KSS反舰导弹，“纳希莫夫海军上将”号安装了临时弹库、导弹装填滑轨和临时发射架。这样一来，其B炮塔不能够再旋转，A炮塔更是用支架把炮管支撑到最大仰角，没有办法使用了。为了给KSS进行制导，巡洋舰前主炮射击指挥仪上方还用支架搭起了一个“箭囊”雷达操作台。
“纳希莫夫海军上将”号的改装线图
67EP型导弹巡洋舰 阿尔巴特军区制图
1956年1月，“纳希莫夫海军上将”号完成了苏联海军历史上第一次反舰导弹发射。KSS反舰导弹试验进程顺利，对“斯大林格勒”号战列巡洋舰在内的靶标射击效果良好。不过，苏联反舰导弹的飞速发展让情况又有了新变化。当时苏联海军已经拥有了射程超过400千米的P-35战役反舰导弹，给68bis型这样的万吨平台安装射程只有40千米的KSS明显大材小用了。与此同时，平行推进的P-1“狗鱼”反舰导弹在性能上超过KSS不少。因此在1957年，KSS被停止研发。“命运弄人”的是，纳希莫夫海军上将号也在稍后成为了P-1的靶船，死在了竞争对手的轰击之下。
除了67型巡洋舰之外，苏联海军还有一种防空巡洋舰方案。该方案设想用防空导弹充当主要舰载武器。该方案被称为70型巡洋舰。70型巡洋舰拆掉了全部主炮，换成了M-2“沃尔霍夫河-M”中远程防空导弹系统（北约代号SA-N-2“导线”）。这种防空导弹是大名鼎鼎的S-75防空导弹（北约代号SA-2）的舰载型。
S-75防空导弹，该型导弹我国也曾仿制，就是在国土防空作战中屡建奇功的“红旗”-2型防空导弹
70型巡洋舰搭载了四部SM-64型双联装导弹发射架，备弹44枚。与之搭配的有两部“三桅船-塞凡湖”火控雷达（北约代号“扇歌”），以及配套的搜索和测高雷达。这让70型巡洋舰有了相当于两个导弹营的防空能力。70型的副炮和防空炮配置和67型巡洋舰相同。
70型导弹巡洋舰线图 阿尔巴特军区制图
M-2上舰的试验在68bis型巡洋舰“捷尔任斯基”号上完成。其X炮塔被SM-64型发射架替代，后主炮射击指挥仪被“三桅船-塞凡湖”火控雷达替代。改造后的“捷尔任斯基”号的定型编号为70E型导弹巡洋舰。试验结果表明，M-2能够有效地压制驱散远距离上的敌机。但是，该型导弹采用的是发烟硝酸-煤油液体推进剂，需要在发射前加注，战时响应时间较长，战斗中非常误事。更要命的是，发烟硝酸是一种剧毒强腐蚀性的化学品，在船上存储这种危险的燃料非常危险。经过权衡以后，苏联海军取消了M-2防空导弹系统和70型巡洋舰的研发。
改装后的“捷尔任斯基”号巡洋舰
“捷尔任斯基”号巡洋舰上的导弹发射架
“捷尔任斯基”号上的导弹发射试验
完成改造的“捷尔任斯基”号线图 阿尔巴特军区制图
1958年，第17设计局考虑过将68bis型巡洋舰改造为直升机母舰。具体做法是将后部舰体开辟为直升机起降平台和机库，搭载23架卡-25系列直升机。同时，安装诸如M-1“波浪”防空导弹系统、ZIF-67型76mm双联装平高两用炮、AK-230型近防炮和RBU-6000“龙卷风-3”型反潜火箭深弹等新式武器系统。这个方案没有进一步深入下去。但是该方案为日后的1123“秃鹫”型反潜巡洋舰（即莫斯科级直升机航母）提供了宝贵的思路参考和经验教训。
