Перший повноцінний випробувальний запуск «Булави» відбувся 27 вересня 2005 року. Ракета стартувала з АПЛ «Дмитро Донський» в акваторії Білого моря. Пролетівши за 14 хвилин понад 5500 кілометрів, снаряд успішно вразив цілі на Камчатському полігоні Кура.
Всього за час випробувань вироблено 18 пусків, шість з яких виявилися невдалими, а ще два визнані частково успішними. Проте в кінці 2011 року Дмитро Медведєв, будучи Президентом РФ, оголосив про те, що комплекс морських стратегічних ядерних сил «Булава» буде прийнятий на озброєння. У той рік всі чотири випробувальні пуски ракети виявилися успішними, і державні випробування були визнані завершеними.
«Булава» здатна нести 6-10 гіперзвукових маневрують ядерних боєголовок. Кожна з них наводиться індивідуально і здатна змінювати траєкторію польоту по курсу і висоті. Бойові блоки досягають потужності 100-150 кілотонн. Максимальна дальність польоту ракети - 8000 метрів. Стартує «Булава» як з глибини, так з надводного положення. Розробка Московського інституту теплотехніки працює на твердому паливі, що підвищує безпеку експлуатації в порівнянні з рідинно-паливними ракетами.
У березні 2012 року російське військове відомство поширило інформацію про те, що в жовтні-листопаді з борту стратегічного атомного підводного човна проекту 955 «Борей» «Олександр Невський» буде вироблено ще два пуски «Булави». До того часу закінчаться ходові випробування підводного човна, і вона в разі успішних випробувань також буде прийнята на озброєння.
Всього до 2020 року Міністерство оборони планує придбати вісім підводних човнів проекту «Борей». Ракетоносці зможуть нести на борту від 16 до 20 снарядів. Таким чином, комплекс «Булава» повинен лягти в основу морських стратегічних ядерних сил Росії.