Разработка будущего Ка-25 с двумя перспективными газотурбинными двигателями ГТД-750 началась задолго до подписания постановления правительства. В марте 1956 года Управление опытного строительства авиационной техники (УОСАТ) ВМФ предложило ОКБ Камова рассмотреть возможность создания корабельного противолодочного вертолета с полетным весом 5—6 т. Первоначально планировалось сделать одну машину (изделие «Д»), способную осуществлять поиск и уничтожение субмарин вероятного противника. В ноябре 1957 года началась разработка двигателя и редуктора к нему.
Вес бомбовой нагрузки — 600 кг, а специального оборудования — 350—300 кг. При этом диаметр несущих винтов не должен был превышать 16 м, что позволяло эксплуатировать его с корабельных площадок размером 9х 10 м. Поиск подводных лодок в погруженном положении должен был осуществляться с помощью опускаемой на глубину 40 м гидроакустической станцией (ОГАС) «Ока», радиогидроакустической системой «Баку» с приемным устройством и сбрасываемыми радио- гидроакустическими буями (РГАБ). На вертолете следовало разместить РЛС для обнаружения подводных лодок, ориентирования и взаимной привязки машин в групповом полете, а также аппаратуру приема сигналов РГАБ. Предусматривалась возможность замены ОГАС магнитометром. Вооружение включало противолодочные торпеды или глубинные бомбы.
Пилотажно-навигационное оборудование должно было обеспечивать полеты над безориентирной поверхностью и автоматическое пилотирование при полете к цели и на режиме висения в зоне поиска. Для аварийной посадки на воду предусматривались надувные баллонеты и аварийные средства для экипажа. Двигатели должны были иметь режим чрезвычайной мощности, необходимый на случай отказа одного из них. Для разработки силовой установки в Омске на заводе имени П.И. Баранова организовали ОКБ под руководством В.А. Глушенкова.
Первым на Ухтомском заводе № 938 в Подмосковье построили ресурсную машину № 01-Р, а затем в варианте целеуказателя № 02-Ц. Третьим опытным экземпляром стал вертолет ПЛО № 03-Б. Сначала на летные испытания вывели вертолет ПЛО («ДБ»), отрыв которого от земли состоялся 11 мая 1961 года, а первый полет вертолета по кругу, пилотируемого летчиком-испытателем Д.К. Ефремовым, — 20 июня того же года.
10 ноября 1961 года на стол Пономареву лег документ за подписью Белянского, в котором сообщалось, что «Ка-25 прошел необходимые доводочные работы и летные испытания». Как следует из справки, направленной 24 августа 1961 года в ЦК КПСС, «по состоянию на 24 августа Ка-25 налетал 11 часов 36 минут. При испытании были достигнуты скорость 185 км/ч и высота 1000 м. Полеты проводились с весом 5600 кг, а висение у земли с весом 6600 кг.
Предварительные испытания Ка-25 с полетным весом 6100 кг показали, что при мощности двигателя 700 л.с. может быть удовлетворено требование ВВС о висении вертолета на высоте 50 м. На ресурсном экземпляре Ка-25 заводские испытания на 43-м часу в результате земного резонанса, из-за недостаточной жесткости подкосов шасси, в поперечной плоскости произошло разрушение некоторых узлов фюзеляжа». В 1963 году на Ухтомском авиазаводе построили опытный экземпляр вертолета «ДЦ». Внешне он отличался от предшественника механизмом складывания передних опор шасси, мешавших работе РЛС кругового обзора «Инициатива-2» с увеличенным обтекателем антенны (входила в комплекс разведки и целеуказания «Успех») и обтекателем передающей антенны автоматической системы передачи данных (АСПД) под фюзеляжем.
В том же году летчик-испытатель Е.И. Ларюшин впервые поднял вертолет в воздух, правда, без аппаратуры «Успех». Заводские испытания машины продолжались до конца года, и тогда же ее облетали летчики НИИ ВВС. Позже А.Г. Солодовников рассказывал: «На вертолете имелась система автоматического управления (САУ), обеспечивавшая все режимы полета вплоть до висения над водной поверхностью. В систему жизнеобеспечения экипажа входили морские спасательные костюмы, обеспечивавшие длительное пребывание человека на плаву при температуре воды, близкой к нулевой. Впечатление о летных качествах Ка-25Ц осталось неплохое. Машина хорошо управляема — САУ делала вертолет устойчивым, а комплект пилотажно-навигационного оборудования — всепогодным. Кабина экипажа удобная и имела отличный обзор внешнего пространства».
В 1964-м Ка-25Ц поступил на совместные государственные испытания, проходившие в Североморске на кораблях Северного флота эсминце и крейсере «Грозный». Испытания вертолетной и корабельной аппаратуры продолжались до октября 1965 года, и почти сразу он стал поступать на флот под обозначением Ка-25Ц, хотя комплекс приняли на вооружение авиации ВМФ лишь 2 декабря 1971 года. Ка-25Ц мог патрулировать на расстоянии до 200 км от корабля базирования. Бортовая РЛС обнаруживала цель на расстоянии до 250 км, после чего информация передавалась на противолодочный корабль. Ка-25Ц эксплуатировались в ВМФ России до середины 1990-х годов.