В 1935 г., сразу после завершения проектирования АПСС, их строительство поручили Ленинградскому судостроительно-механическому заводу № 196 («Судомех»). Были построены две сверхмалые подводные лодки проекта АПСС, первая в 1935 г. в клепаном, а вторая в 1936 г. – в сварном исполнении. Обе сверхмалые подводные лодки проходили заводские испытания, но на вооружение их не приняли. В официальных отчетах о реализации данного проекта говорится, что «проблема дистанционного управления этой лодкой далека от положительного решения». До испытаний с участием водителей дело вообще не дошло, и перед началом Второй мировой войны сверхмалые подводные лодки АПСС разобрали.

Вторая подводная лодка Остехбюро получила шифр «АПЛ» (аэро-подводная лодка). Первоначально ее тоже проектировали как снаряд, управляемый по радио с самолета, но в дальнейшем проект дорабатывался как сверхмалая подводная лодка с экипажем.

Этим проектом занималась другая группа инженеров 1-го отдела во главе с Ф.В. Щукиным. К августу 1935 г. на заводе № 196 («Судомех») был изготовлен опытный образец. АПЛ представляла собой однокорпусную сверхмалую подводную лодку водоизмещением 18 т, вооруженную двумя 457-мм бортовыми торпедными аппаратами открытого типа. Экипаж лодки – 4 человека. Силовая установка состояла из дизель-мотора мощностью 24 л. с. (при форсировании до 36 л. с.) и гребного электромотора, работавшего от аккумуляторной батареи.

Заводские испытания АПЛ проводились в августе 1935 г. в Ораниенбауме. В ходе испытаний было совершено несколько довольно успешных выходов в Финский залив. В ноябре вышел приказ наркома обороны, предписывавший Управлению военно-морских сил РККА обеспечить постройку десяти сверхмалых подводных лодок типа «усовершенствованной АПЛ», со сдачей первых шести в 1936 г.

В ноябре 1935 г. сверхмалую подводную лодку по железной дороге доставили на Севастопольскую базу Остехбюро в Балаклаву, где должны были пройти ее приемо-сдаточные испытания. По их результатам планировалось внести необходимые изменения в проект промышленной серии сверхмалых подводных лодок, получивших условное обозначение «Пигмей».

Однако постройка серийных АПЛ шла черепашьими темпами. Остехбюро по частям выдавало заводу № 196 проектную документацию на «Пигмеев», но завод отказывался начать работу. Во-первых, он хотел получить полный проект, во-вторых, требовал, чтобы проект был утвержден начальником Морских Сил, тогда как Управление кораблестроения УВМС РККА не считало возможным утверждать проект до завершения испытаний опытовой АПЛ. И лишь 27 июня 1936 г. проект «Пигмея» (усовершенствованной АПЛ) одобрил заместитель начальника УМВС РККА флагман 1-го ранга И.М. Лудри. Через полтора месяца после этого из командировки в Италию вернулся В.И. Бекаури, которому удалось сдвинуть дело с места. На заводе № 196 под руководством инженера А.Н. Щеглова началось строительство головной сверхмалой подводной лодки серии «Пигмей».

«На базе в Балаклаве бригада рабочих “Судомеха” под руководством инженеров К.А. Щукина (однофамильца главного конструктора проекта) и Шебалина долго доводила, но так и не довела АПЛ до кондиций, нужных для приемки флотом. Зато ресурсы дизеля, электромотора, аккумуляторов и другого оборудования они изрядно уменьшили. В этом быстро убедился экипаж во главе с помощником командира подводной лодки “А-3” старшим лейтенантом Б.А. Успенским, назначенным на АПЛ 19 августа 1936 г. из состава 1-й Бригады подводных лодок Черноморского флота. На командира Бригады, флагмана 2-го ранга Г.В. Васильева, руководство возложило ответственность “за обеспечение проведения приемочных испытаний АПЛ ОТБ”.