Создание уникального судна требовало принятия абсолютно новых конструкторских решений при создании корпуса, механизмов и судового оборудования. Необходимо было изготовить компактную атомную энергетическую установку, которая обладала бы не только высокой мощностью, но и большой живучестью в условиях качки, ударных нагрузок и вибраций.
Требовалось обеспечить безопасность команды от вредного воздействия радиации, связанной с работой атомного реактора.

Только на этапах проектирования и строительства судна было внедрено около 500 рационализаторских предложений, разработано 76 новых типов механизмов и опробовано свыше 150 новых образцов судового оборудования.
В строительстве ледокола приняли участие более 500 предприятий СССР. Проект был разработан ЦКБ-15 (ЦКБ "Айсберг"), корпусная сталь — в институте "Прометей".
Благодаря атомной энергетической установке, созданной лабораторией измерительных приборов Академии наук, ледокол обладал высокой энерговооруженностью и большой автономностью плавания при ограниченных главных размерениях, что обеспечивало ему хорошую маневренность и проходимость практически в любой ледовой обстановке, сообщает Telegram-канал ОСК|Адмиралтейские верфи.
Судно двигалось непрерывным ходом во льдах толщиной до 2 метров и форсировало набегами торосы толщиной 3-5 метров. Повышенная прочность корпуса и наличие двойных бортов обеспечивали ледоколу надежную защиту помещений реакторного отсека даже в случае тяжелых аварий.
За 30 лет службы ледокол прошел более 500 тысяч миль, из них 350 тысяч во льдах толщиной 2 метра, провел более 3 500 судов Северным морским путем.
В 1961 году ледокол "Ленин" осуществил первую в истории высадку дрейфующей научно-исследовательской станции с борта судна. Станция "Северный полюс-10" была открыта 17 октября 1961 года и проработала до 29 апреля 1964 года. С того момента высадка полярных экспедиций с борта ледокола стала общепринятой практикой.
В июне 1971 года ледокол "Ленин" первым из надводных судов прошел севернее Северной Земли. Таким образом была подготовлена экспедиция ледокола "Арктика" на Северный полюс в 1977 году.
10 апреля 1974 года "за большой вклад в обеспечение арктических перевозок и в связи с 15-летием судна" атомный ледокол "Ленин" Мурманского морского пароходства был удостоен высшей награды СССР — ордена Ленина. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 мая 1960 года Адмиралтейские верфи также были награждены орденом Ленина "за успешное выполнение задания правительства по строительству атомного ледокола Ленин и заслуги в развитии отечественного судостроения".