Корабли предназначались дня противоминных действий (разведка и уничтожение минных заграждений, а также проводка кораблей и судов за тралом) в базовой зоне. Дополнительным назначением их являлись минные постановки и дозорная служба. Это были первые отечественные корабли с цельносварными корпусами, строившиеся поточно-позиционным методом из насыщенных секций и блоков. Корабли имели полубак, переходящий в удлиненную (почти до самой кормы) надстройку, что позволяло осуществлять передвижение личного состава по всей длине без выхода на верхнюю палубу, транцевую корму, ледовые образования носовой оконечности и ледовое подкрепление корпуса, седловатость палубы, скуловые кили, волнолом и хорошо отработанные мореходные обводы. Корабли проектировались по новым нормам прочности, имели продольную систему набора, двойное дно и девять водонепроницаемых переборок. На кораблях впервые в отечественной практике были установлены трехплоскостные рулевые устройства и прибор автоматического управления тралением (ПАУТ). Все тральные механизмы имели электрические приводы, на верхней палубе были предусмотрены минные пути и скаты. По опыту Великой Отечественной войны на корабле предусматривались дымовые шашки, прожектора и шесты для отталкивания мин. Головной корабль на Усть-Ижорской верфи (завод № 363) был сдан в 1948 г., а на Камыш-Бурунской (задод № 520) — в 1950 г. Корабли успешно прошли испытания и за их создание группа конструкторов, строителей и военпредов (Г.М.Вераксо, И.М.Сидоренко, А.В.Меркулов. Н.Г.Лошинский. М.П.Ремпель. М.Н.Попсцев, М.Д.Кошелев, П.М.Сипилин, А.Г.Соколов, Ц.И.Кононов, B.C.Авдеев и В.И.Дубовниченко) были удостоены в 1948 г. Сталинской премии второй степени.
Выявившиеся в ходе испытаний недостатки, а также появление новых образцов вооружения и оборудования, обусловили разработку новой модификации проекта — 254К. Вооружение нового корабля, практически, не изменилось. Однако были изменены мачтовое устройство, конфигурация и планировка ходовой рубки, что существенно улучшило видимость из ходовой рубки в корму; при этом ходовая рубка выполнялась из гомогенной брони толщиной 6 мм. Кроме того, было существенно улучшено расположение оборудования в машинном и электротехническом отсеках, что устранило имеющееся ранее затеснение.
Появление винтов регулируемого шага, обеспечивающих высокий КПД винтов на всех требуемых режимах движения тральщика. в принципе, позволяло буксировку ими более мощных тралов, что, однако, требовало использовании соответствующего трального оборудования. На корабле пр. 254К указанная возможность отсутствовала из-за недостаточной площади тральной площадки. Для ее увеличения кормовой свес корабля пр. 254М был удлинен на 1,5 м при сохранении длины по КВЛ. Это позволило заменить трал-балки поворотными кранами, установить вдвое более мощную тральную лебедку и новый тральный клюз. Установка новых тралов повысила боевую эффективность корабля по сравнению с кораблями пр. 254К не менее чем на 25% при увеличении стоимости постройки серийного корабля менее чем на 10%. Кроме этого, на корабле был усилен зенитный калибр, установлены более совершенные бомбометы, РЛС, ГАС, РУ, средства связи и навигационные приборы. На кораблях третьей модификации (пр. 254А) осуществлены мероприятия по противоатомной защите (ПАЗ): предусмотрены дополнительные подкрепления корпуса, частичная герметизация внутренних помещений (включая почти полный отказ от иллюминаторов), вентиляция боевых постов по замкнутому циклу, система водяной защиты, посты спецобработки личного состава, непосредственный подвод воздуха к главным двигателям и дизель-генераторам и др. Кроме этого, все артиллерийское вооружение было заменено на две автоматические одноствольные 45-мм артустановки ЗИФ-37.
В 1960 - 1961 гг. в корпусах двух кораблей пр. 254К было построено два корабля наблюдения за воздушной обстановкой (пр. 254В).
В 1962 г. по настоянию Техупра ЧФ и санкции ЦК КПСС силами ВМФ один из построенных кораблей пр. 254К был оснащен дизель-электрической ЭУ (пр. 254Э). Результаты испытаний и эксплуатации показали, что при этом имело место увеличение физических полей корабля, а также затеснение машинных отделений, затрудняющее нормальную эксплуатацию. В 1964 г. корабль был исключен из состава боевых сил ВМФ.
В 1960-х годах лицензия и документация на строительство кораблей пр. 254 были выданы КНР и Польше, которые построили по этому проекту 41 и 12 кораблей соответственно. Из числа построенных в СССР 26 кораблей было передано: семь — Египту, шесть - Индонезии, три - Болгарии и по два КНР, Албании, Алжиру, Ираку и Сирии. В дальнейшем 19 кораблей были переоборудованы в базовые корабли радиолокационного дозора (пр. 256 и пр. 258) и восемь — в поисково-спасательные суда (пр. 513).
Корабли пр. 254 хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации и в период 1948—1953 гг. (до появления американских кораблей MSO типа "Эджайл-Эгресив") являлись лучшими кораблями своего подкласса.
После вступления в строй кораблей по пр. 266 и пр. 266М с немагнитными корпусами корабли пр. 254 начали выводиться из состава ПМС и переоборудоваться во вспомогательные и опытовые суда. К концу 1980-х годов все они, кроме нескольких опытовых судов, были выведены из состава ВМФ.