该级舰具备超强反舰能力,反舰主要靠20枚垂直发射的SS - N -19型远程超音速反舰导弹。这种超音速导弹重量达7吨,射程550千米,速度2.5马赫数,战斗部为750千克常规弹头或35万吨核弹头,采用惯性制导+指令修正+主动雷达末制导。该导弹发射后以70米的高度巡航平飞,最后降至20米的高度对目标进行俯冲攻击。
在防空方面,“基洛夫”级装备MP -800远程对空搜索雷达,探测距离达500千米,具备了近、远程防空能力,远程防空配备SA - N -6导弹系统,共有12座8联装垂发装置,备弹96枚,射程150千米,射高25~25000米,速度6马赫数,采用指令+半主动雷达制导,“基洛夫”级有两部制导雷达,可同时发射24枚导弹拦截12个空中目标。近程防空配备了两套导弹系统。SA - N -9导弹系统,共有16座8联装垂发装置,备弹128发,射程12千米,射高10~6000米,速度2.5马赫数,采用无线电指令制导,可同时发射8枚导弹拦截4个目标;SA - N -4导弹系统,采用2套传统的双联装倾斜式导弹发射架发射,备弹40发,射程15千米,射高25~5000米。末端防御配备了6套“栗树”弹炮结合末端防御系统,每套系统由8枚 SA - N -11导弹和两门AK630舰炮组成。SA - N -11导弹射程1.5~8千米、射高5~3500米,AK630舰炮射程0.5~2千米,射速10000发/分。在一分钟内:6套“栗树”末端防御系统可以同时拦截36个目标。
“基洛夫”级核动力导弹巡洋舰在反潜方面,装备有3架卡﹣27反潜直升机。可以在距母舰200千米的海域内,不间断的搜索和攻击潜深500米、航速40节的核潜艇。还装备有SS - N -15反潜导弹和重型反潜鱼雷,SS - N -15反潜导弹射程为10~50千米,战斗部为电动声自导鱼雷,这种鱼雷航速41节,攻击深度500米,舰艏装备的“马颚”舰壳声呐探测距离在40千米以上,能够为 SS - N -15反潜导弹提供目标指示。在舰艉装备的“马尾”变深声呐,可以对目标进行360°全向主动探测扫描,可以为重型反潜鱼雷提供目标指示。另外有一座 RBU -12000和两座 RBU -1000近程反潜火箭深弹发射器。RBU -12000有效射程12千米,对潜作战深度在400米以上;RBU -1000有效射程为1000米,对潜作战深度450米。