基洛夫级战列巡洋舰的主要武器是20具SS-N-19反舰导弹发射器，以四列五排，倾斜40度置于前甲板上。SS-N-19反舰导弹可携带传统或核子弹头，射程长达570公里，极速为2.5马赫，奥斯卡级潜艇上亦配有此种导弹。

另外各舰均配有12具SA-N-6防空导弹(即海基S-300)六联装垂直发射系统(共备弹72发)及2具SA-N-4近程点防空导弹系统。

此外首舰基洛夫配备2具SS-N-14反潜/反舰两用导弹，后续舰改为2组SA-N-9中程导弹系统(每组8个发射舱，每舱备弹8枚，总计备弹128枚)以增强防空能力。