Было создано 7 вариантов предэскизного проекта, из которых четыре главных отличались составом энергетической установки и некими конструктивными особенностями, связанными с размещением технических средств и десанта. Были проработаны варианты ПЛ с различными энергетическими установками: дизель-аккумуляторный вариант с парогазовой турбинной установкой для обеспечения экономических подводных ходов, дизель-аккумуляторный с 16 группами аккумуляторных батарей, варианты с «едиными» движками, работающими по схеме ЕД-ВВД и по схеме ЕД-ХПИ. Проект ТТЗ был составлен на базе варианта ПЛ с внедрением парогазовой турбинной установки, потому что все другие варианты имели большее водоизмещение и, хотя и превосходили избранный вариант по дальности плавания в надводном положении, но существенно уступали ему в дальности плавания под водой.
В то время к разработке проекта 617 только приступили и способности сотворения новейшей ПГТУ требуемой для проекта 621 мощи были совсем неясны. Потому сразу представлялся проект ТТЗ на запасный вариант с 16 группами аккумуляторных батарей типа 46СУ по 112 частей в каждой. В проекте предусматривалось, что в случае отсутствия к требуемому сроку ПГТУ, лодка может строиться с аккумуляторной батареей с следующей ее подменой на ПГТУ. При всем этом водоизмещение аккумуляторной лодки при схожих с главным вариантом длине и ширине росло на 630 тонн. Главные технические решения в предэскизном проекте были ориентированы на среднее размещение перевозимого десанта и боевой техники и на обеспечение посадки десанта на необорудованный причальными приспособлениями мелководный сберегал (пляж).
ПЛ имела 5 связанных меж собой крепких корпусов - один средний, а справа и слева от него еще по два корпуса с каждой стороны, расположенных один за одним вдоль корабля. Совместно с легким внешним корпусом, обхватывающим все 5 крепких корпусов, выходила единая конструкция. В среднем крепком корпусе, разделявшемся горизонтальными платформами и поперечными переборками на водонепроницаемые отсеки, в носовой и средней его частях, располагались перевозимые техника (танки, воздушные суда, автомашины, пушки) и боеприпасы, также личный состав десанта. В этом же районе находились жилые помещения для личного состава лодки. В кормовой части среднего корпуса располагался центральный пост, отделенный крепкими сферическими переборками, и дизель-электрическая двухвальная установка с дизелями 37Д. В каждом из кормовых бортовых крепких корпусов располагались по одной ПГТУ и одному дизелю 30Д, работающих на одну общую линию вала. Таким образом, ПЛ была четырехвальной.
В носу бортовых корпусов находились аккумуляторные батареи и цистерны замещения перевозимых грузов и продукта «030». Всего на корабле было 35 цистерн замещения, что позволяло без особенного труда восстанавливать дифферентовку при посадке десанта. Все крепкие корпуса соединялись меж собой проходами и лючками, позволявшими личному составу перебегать из корпуса в корпус. В внешнем корпусе располагались 29 цистерн головного балласта, 3 топливные цистерны, мешки с продуктом «030», цистерны уравнительные и резвого погружения. В носовой оконечности находились механизированная сходня (аппарель) длиной 25 метров и носовые горизонтальные рули. В надстройке и огораживании рубки размещались артиллерийские и ракетные установки и выдвижные устройства. В кормовой части легкого корпуса располагались два вертикальных руля, кормовые горизонтальные рули и якорное устройство. Плоское днище носовой части корабля защищалось броневыми плитами во избежание повреждений корпуса при касании грунта во время посадки десанта. Для крепкого корпуса предусматривалось применение стали с пределом текучести 40 кгс/мгм. Запроектированная строительная форма корпуса ПЛ отдала возможность иметь маленькую осадку и обеспечить условия для резвой посадки десанта: малая осадка позволяла поближе подойти к берегу.
Погрузка и выгрузка самоходной техники выполнялась своим ходом. С этой целью предусматривалась мощная система вентиляции для удаления из грузовых отсеков выхлопных газов работающих движков. Для обеспечения жизнедеятельности десантников на переходе предусматривалась система регенерации и кондиционирования воздуха. Имелись общие койки-нары, любая на 4 человека, гальюны, умывальники, две огромных электрической плиты для варки еды, электрокипятильники и т.п. Посадку десанта предполагалось создавать последующим образом: после притыкания лодки к берегу носовой оконечностью наполнялись цистерны головного балласта в носу, при помощи механического привода раскрывался большой грузовой лючок, спускался механизированный трап, по которому десант с техникой, боеприпасами и другими грузами переправлялся на сберегал.
По мере посадки десанта наполнялись цистерны замещения. Перед притыканием к берегу отдавался якорь. В случае необходимости подготовительного разминирования места посадки и ликвидирования береговых противодесантных заграждений предусматривалась возможность посадки подводного десанта в количестве 6-10 человек, зачем в кормовой части лодки имелись шлюзовые камеры. По окончании операции по посадке десанта с техникой и боеприпасами убирался трап, запирался грузовой лючок, продувались цистерны головного балласта и ходом с одновременным вбиранием якоря ПЛ стаскивалась с грунта. Транспортно-десантная лодка не имела торпедного вооружения, но располагала относительно массивным артиллерийским зенитным вооружением и реактивными установками для прикрытия десанта во время посадки.
Создание транспортно-десантной подводной лодки добивалось решения многих сложных технических задач, в том числе таких, как создание ПГТУ, корабельной системы кондиционирования воздуха для помещений с огромным числом находящихся в них людей, погрузочно-разгрузочных устройств, также воплощения коммутации электроэнергии 16 аккумуляторных батарей. К тому же необходимо было выполнить целый ряд мероприятий, которые обеспечивали бы сохранение боеспособности десантников во время перехода. Доп задачки, возлагавшиеся на ПЛ - перевозка грузов, снабжение подводных лодок в океане - также добивались решения многих проблемных вопросов.
Отсутствие в стране опыта проектирования и использования десантно-транспортных ПЛ и огромное число вопросов, требующих собственного решения, вызывали колебание в действительности воплощения этого проекта. Приобретенная в проекте относительно большая грузоподъемность, достигшая 28% от водоизмещения, заставляла полагать, что начальные данные в части нагрузки и размещения были в значимой степени оптимизированы. Ряд технический решений - таких, как метод выгрузки техники (самолетов, танков, пушек и т.п.) и обеспечение жизнедеятельности личного состава десанта во время долгого перехода и его боеспособности после посадки, вызвал сомнения в их действительности. В связи с этим проект десантно-транспортной ПЛ предстоящего развития не получил и работы по нему не длилось. Все таки проведенная работа отдала некий опыт, который употреблялся в следующем, а именно, при проектировании подледно-транспортной ПЛ и других подводных лодок аналогичного предназначения.
Тактико-технические свойства подводной лодки проекта 621 Водоизмещение обычное, м 5845 Длина большая, м 147,5 Ширина большая, м 13,3 Осадка средняя, м 6,3 Глубина погружения предельная, м 160 Исходная метацентрическая высота в надводном положении, м 2,00 Исходная метацентрическая высота в подводном положении, м 0,40 Автономность, сут. 70 Время непрерывного) пребывания под водой при использовании всех средств регенерации, ч 600 Большая надводная скорость, уз. 15.0 Дальность плавания 12-узловой надводной скоростью, мили 6000 Большая подводная скорость под ПГТУ, уз. 8,4 Дальность плавания ею. мили 4200 Дальность плавания 3-узловой подводной скоростью под аккумами, мили 200 Грузоподъемность, т 1550 Спаренные зенитные артиллерийские автоматы калибра 57 мм, шт. 2 Спаренные зенитные артиллерийские автоматы калибра 25 мм, шт. 1 Рамки для реактивных снарядов с боезапасом на 360 выстрелов, шт. 3 Состав средств навигации, наблюдения и связи принимался по количеству и номенклатуре, близким к составу, размещенному на обыденных торпедных ПЛ.
Энергетическая установка Движки 37Д мощью 2000 л.с., шт. 2 Движки ЗОД мощью 2000 л.с.. шт. 2 ПГТУ мощью 1365 л.с., шт. 2 Гребные электродвигатели мощью 1800 л.с., шт. 4 Аккумуляторная батарея типа 46СУ по 112 частей в группе, число групп 4
В состав перевозимых грузов входило: 10 танков Т-34, 12 грузовых автомашин с 3-мя прицепами, 4 легковушки, 12 пушек калибра 85 мм, 2 пушки калибра 45 мм, 3 самолета Ла-5 со складывающимися крыльями, пулеметы, минометы, автоматы, боеприпасы, горючее, провизия. В нагрузке учитывался также вес 745 человек десанта.