Ровно через два года после окончания Великой Отечественной войны, в мае 1947 года, “Красный Кавказ” переклассифицировали в учебный крейсер. Еще через два - его, некогда являвшегося самым совершенным крейсером советских ВМФ, носителем первых образцов советских орудий, головным опытным кораблем в череде крейсеров качественно более высокого, чем прежде уровня, причислили к опытовым судам.
На вторую половину 1940-х годов и 1950-е годы приходится эпоха создания и освоения первых образцов принципиального нового вида оружия - ракетного, и, в частности, комплекса “Комета”, ставшего, по принятию его на вооружение, первым отечественным авиационным комплексом противокорабельных управляемых крылатых ракет. Разработка комплекса началась в 1947 году и до конца 1952 года осуществлялись лабораторные, а затем натурные опробования и доводки различных его элементов. С ноября 1952 года над акваторией Черного моря близ Крыма в условиях приближенным к реальным начали осуществлять доводку и испытания комплекса во всей его совокупности. Для этого командование Черноморским флотом выделило “Красный Кавказ”.
На первом этапе испытаний опробовались системы наведения на цель крылатой ракеты бортовой аппаратурой реактивного самолета-ракетоносца, а также последующая работа прибора самонаведения ракеты под контролем находящегося внутри ракеты летчика-испытателя. Самолет Ту-4 поднимался с крымского аэродрома Багерово, имея на подвеске крылатую ракету, представлявшую собой почти в два раза уменьшенный по габаритам и массе реактивный истребитель МиГ-15 (взлетная масса МиГ-15 2735 кг).
На подходе к Симферополю Ту-4 делал вираж и ложился на курс в направлении района маневрирования “Красного Кавказа”, находящегося к тому времени на удалении 11-16 миль к 8 от мыса Чауда. Вскоре “Красный Кавказ” обнаруживался радиолокационной станцией самолета и постоянно, затем ей отслеживался. При сближении с кораблем на 40-70 миль происходили запуск двигателя крылатой ракеты, отделение ракеты от самолета-носителя с последующим “ведением” ракеты радиотехническими средствами Ту-4.
Находясь от корабля на удалении 11-16 миль, ракета переходила в режим самонаведения на него, имея своей целью, корабельный борт в средней части. К моменту наибольшего сближения с кораблем ракета разгонялась до скорости более 1000 км/ч. За последние мгновенья перед столкновением находящийся в ракете летчик последовательно отключал приборы автоматики, брал управление на себя, виртуозно буквально “перепрыгивал” через корабль, а затем возвращался в Багерово, где и производил посадку.
С июня 1952 года, после проведения предварительных 60-70 “пилотируемых” полетов, начался второй этап испытаний, заключавшийся уже в проверках действий штатного беспилотного, но без боевого заряда, варианта исполнения крылатой ракеты. В их ходе экипаж, обслуживающий опытовое судно, доводил его скорость до крейсерского хода, выставлял рулевое управление на режим постоянной циркуляции и на приданных торпедных катерах удалялся на безопасное расстояние. При попадании в борт ракета пробивала корабль насквозь, оставляя три аккуратных относительно небольших входных отверстия - одно от фюзеляжа и два от грузов на консолях крыльев (сами крылья при ударе о броню борта разрушались) - и одно “выломанное” большое, площадью около 10 м², выходное отверстие.
После каждого такого попадания “Красный Кавказ” демонстрировал высочайшую живучесть, продолжая оставаться на плаву и двигаться все по той же циркуляции. Экипаж возвращался на корабль, проводил минимально необходимые аварийные работы и уводил его на базу для выполнения ремонтно-подготовительных работ.
Ровно год продолжались на Черном море испытания крылатых ракет. За это время работу комплекса “Комета” довели до параметров, позволявших принять его на вооружение морской авиации СССР и запустить в серийное промышленное производство. Но командованию флота не терпелось увидеть результаты практического применения нового оружия, и по их настоянию при последнем пуске использовали ракету с боевой частью. Инициаторы этого опыта самонадеянно посчитали, что с кораблем при взрыве внутри его корпуса, уже изношенного многолетней службой, серьезными повреждениями от попаданий немецких бомб и снарядов в годы войны, попаданий ракет за последние полгода экспериментов, по-прежнему ничего серьезного не случится: к их удивлению это оказалось не так.
21 ноября 1952 года экипажи корабля и самолета, а так же вся аппаратура отработали, как обычно. Произошедшим взрывом “Красный Кавказ” разорвало на две, затонувшие за 2-2,5 мин, части и результат превзошел все ожидания. Но видевшие гибель этого прославленного корабля летчики молча летели до самого аэродрома в Багерово.
Факт уничтожения “Красного Кавказа” длительное время скрывался от флотской “общественности” и лишь по прошествии трех лет после его гибели, в 1955 году, командование ВМФ исключило его из списков корабельного состава. Так ушел в историю корабль заслуженно бывший одним из легендарных и наиболее памятных кораблей отечественного флота.