В июле 1968 года, спустя четыре месяца после пропажи К-129, ВМФ США начал первую секретную операцию, получившую название Sand Dollar («Песчаный доллар»). Со знаменитой гавайской базы Перл-Харбор в определенный по данным SOSUS район отправилась уникальная подлодка USS Halibut («Палтус»), предназначенная для проведения специальных операций. Она была буквально напичкана самым современным на то время океанографическим оборудованием, включая сонары, водолазные камеры и подводный аппарат с видео- и фотокамерами. Несколько недель тщательных подводных исследований принесли свои плоды. В августе 1968 года останки К-129 были обнаружены.

Что произошло с К-129, установить до конца так и не удалось. Американцы полагали, что причиной катастрофы стало нештатное срабатывание двигателей находившихся на борту ракет Р-21. Официальной советской версией стало проваливание субмарины на запредельную глубину погружения из-за неисправности клапана в РДП — устройстве работы двигателя под водой, условно говоря, в трубе типа шноркеля, обеспечивавшей забор воздуха, необходимого для работы дизельного двигателя корабля. Многие же моряки ВМФ СССР при этом убеждены, что трагедию вызвало столкновение К-129 с преследовавшей ее американской подлодкой.
Лодка лежала на глубине чуть более 5 километров. В районе кормовой части рубки наблюдалась большая вертикальная трещина, были сильно повреждены и ракетные шахты. USS Halibut в ходе своей экспедиции сделала более 20 тыс. снимков погибшего корабля, после чего вернулась на базу, а в кабинетах штаб-квартиры ЦРУ в Лэнгли закипела аналитическая работа.

Спустя неделю после исчезновения советского ракетоносца на японскую военно-морскую базу Йокосука прибыла американская субмарина USS Swordfish («Рыба-меч»). Вскоре в одной из местных газет появилась фотография, на которой заметны некоторые повреждения в районе рубки корабля. Советские моряки уверены, что появились они в результате столкновения (скорее всего, непреднамеренного) с К-129.
Такого рода инциденты действительно не были редкостью в ходе холодной войны. Подводные лодки США и СССР, увлекаясь преследованием друг друга, порой сближались на критические расстояния. Однако могла ли американская «Рыба-меч» нанести такие катастрофические повреждения советскому кораблю, отделавшись (по крайней мере визуально) лишь погнутым перископом, остается дискуссионным вопросом. Согласно официальной версии, USS Swordfish столкнулась с айсбергом, находясь в паре тысяч морских миль от места гибели К-129.

Тем временем изучение снимков, сделанных USS Halibut, продолжалось около года. В 1970-м на совещании министра обороны США Мэлвина Лэйрда, советника по национальной безопасности Генри Киссинджера и оставшихся безымянными экспертов ЦРУ и ВМФ страны было принято решение попытаться поднять погибшую субмарину. Приз был сладок: интерес представляла и сама ее конструкция, и находившиеся на борту оружие, системы радиосвязи, шифрования, целеуказания, навигационные комплексы.
Здесь необходимо отметить: Советский Союз к этому моменту так официально и не признал потерю лодки. Соответственно, согласно букве закона, американцы имели полное право распорядиться ее останками, как они сочтут нужным. Найденный на дне Тихого океана корабль считался бесхозной собственностью, и даже назвать его братским воинским захоронением было нельзя. Извечный советский комплекс с отказом обнародовать собственные провалы и неудачи в конечном итоге позволил США воплотить в жизнь не имевший аналогов морской инженерный проект, получивший кодовое название «Азориан».