Как вспоминали разработчики С-125, это перспективное решение неожиданно подверглось критике А.А. Расплетина, который после доклада конструкторов спросил: «Значит, если цель не вошла в зону, то пуск ракеты невозможен?». Получив утвердительный ответ, он возразил: «Так дело не пойдет! Надо всегда иметь возможность пустить ракету. Не попаду, так попугаю!». В результате, АПП-125 был переделан таким образом, чтобы только сигнализировать о разрешении на пуск, а офицер наведения мог пустить ракету в любой момент.
Официально разработка перевозимого одноканального зенитного ракетного комплекса С-125 для борьбы с маловысотными целями была задана Постановлением Совета Министров от 19 марта 1956 г. №366-255, предусматривающим проведение его испытаний в 1960 г. Последующим Постановлением СМ от 8 мая 1957 г. №501-250 были уточнены сроки выполнения отдельных этапов работ. Аванпроект требовалось закончить в мае 1957 г., эскизный проект — в III квартале 1957 г., а еще через два года предполагалось провести заводские и совместные летные испытания (СЛИ). Главным конструктором С-125 был назначен Ю.Н. Фигуровский.
К разработке зенитной управляемой ракеты В-625 было подключено ОКБ тушинского завода №82. Эта работа стала первой для конструкторского коллектива, созданного в соответствии с приказом Министра оборонной промышленности от 13 июля 1956 г. Руководителем ОКБ был назначен Максим Григорьевич Олло, ранее возглавлявший серийно-конструкторский отдел на заводе №464 в Долгопрудном. Общее руководство процессом создания ракеты в качестве главного конструктора В-625 было поручено осуществлять разработчику ракет для комплекса С-75 П.Д. Грушину, руководившему ОКБ-2 Министерства оборонной промышленности (в 1958 г. ОКБ-2 было передано в ГКАТ).
В соответствии с техническим заданием, В-625 должна была обладать следующими характеристиками: наклонная дальность активного полета 12 км, средняя скорость полета 550-600 м/с, стартовая масса 700-750 кг, масса боевой части 45 кг, маневренность до 10-12 ед.
В качестве первого шага на пути создания зенитной ракеты для С-125 к декабрю 1956 г. в ОКБ-2 был подготовлен аванпроект. В этой работе был максимально учтен имевшийся к тому времени опыт разработки и испытаний ракеты В-750 для ЗРК С-75. Предложенный в аванпроекте вариант ракеты был двухступенчатым, состоящим из твердотопливного ускорителя и маршевой ступени, оснащенной ракетно-прямоточным двигателем. Однако на последующих этапах работы более рациональным был признан вариант двухступенчатой ракеты, оснащенной только твердотопливными двигателями. Использование двухступенчатой схемы ракеты для полета на столь небольшую дальность объяснялось отсутствием в то время высокоэнергетических твердых топлив и конструкционных материалов, не позволявших в одной двигательной установке реализовать диаграммы и характеристики работы, которые требовались при использовании одноступенчатой схемы ракеты.
Предложенная ОКБ завода №82 ракета В-625 также была двухступенчатой, и в ее составе использовались твердотопливные двигатели. Не обошлось и без новаторских решений — для В-625, первой среди отечественных зенитных ракет, была использована аэродинамическая схема «поворотное крыло». Для снижения аэродинамического сопротивления корпус маршевой ступени был выполнен с большим удлинением. Определенную роль в обосновании такой схемы сыграли результаты работ, проведенных в 1957-1958 гг. по экспериментальной ракете В-750П, созданной в ОКБ-2 по согласованию с Министерством оборонной промышленности. Маршевая ступень этого варианта ракеты В-750 также была выполнена по аэродинамической схеме «поворотное крыло». Испытания В-750П показали, что ракета отрабатывает команды управления с малыми углами отклонения и незначительными выбросами по перегрузке, а также обладает достаточной устойчивостью в полете.
В целом, на уровне проекта молодой коллектив тушинского КБ справился с поставленной задачей. Расчетные тактико-технические характеристики В-625 в основном отвечали заданным. При рассмотрении эскизного проекта претензии Заказчика были связаны с тем, что минимальная высота зоны поражения ракеты составила 500 м вместо 100 м, а стартовая масса ракеты достигла 900 кг при массе боевой части, доведенной до 60 кг. Отметим, что масса вариантов В-625, проходивших в дальнейшем испытания, находилась в пределах 890-942 кг. Общая длина ракеты составляла 8,23 м, длина маршевой ступени — 5,126 м.
Как и в ранее начатом разработкой комплексе С-75, пусковая установка для В-625 проектировалась ленинградским ЦКБ-34. Транспортно-заряжающая машина ПР-14 создавалась на базе шасси автомобиля ЗИЛ-157 в ГСКБ под руководством В. Петрова. Разработка твердотопливного двигателя для маршевой ступени В-625 велась в НИИ-1 Министерства вооружения под руководством Н.П.Горбачева. Стартовый ПРД-45 создавался традиционным разработчиком твердотопливных двигателей для зенитных и крылатых ракет - коллективом КБ-2 завода №81 Минавиапрома во главе с И.И. Картуковым.
Опытный образец станции наведения ракет СНР-125 для проведения наладочных работ и определения диаграммы направленности антенн весной 1958 г. был развернут на площадке КБ-1 в подмосковном ЛИИ. Летом экспериментальный образец системы в составе станции наведения ракет (кабины УНК и антенного поста УНВ), двухбалочных пусковых установок СМ-78 и средств энергообеспечения для проведения испытаний с ракетами В-625 вывезли на полигон Капустин Яр.
Подготовка объекта №62 полигона к проведению испытаний системы С-125 производилась сотрудниками специально созданного нового отдела научно-исследовательской части полигона, руководимого полковником Р.Д. Лепковым. Они же должны были в дальнейшем обеспечить проведение испытаний комплекса С-125.
Для предстартовой подготовки, наведения ракеты В-625 в направлении стрельбы и обеспечения пуска в ЦКБ-34 под руководством Б.Г. Бочкова была сконструирована двухбалочная пусковая установка СМ-78. В процессе ее разработки был проведен ряд исследований по воздействию газовой струи стартового двигателя на плоские преграды и на людей, а также испытания экспериментальных щелевых отражателей.
На этапе летных испытаний ракеты В-625 в 1958 г. конструкторское бюро завода №82 возглавил Александр Васильевич Потопалов, которому к тому времени исполнилось 43 года. Свою работу в авиапромышленности он начал еще в конце 1930-х гг. в коллективе Н.Н. Поликарпова, где в годы войны работал ведущим инженером по тяжелому истребителю ТИС, начальником опытного производства. Первый опыт в ракетной технике Потопалов приобрел в середине 1940-х гг., занимаясь обеспечением производства крылатых ракет В.Н. Челомея. В 1952 г. Потопалов был назначен начальником производства завода №82, где в то время разворачивалось производство зенитных ракет для системы С-25. Успешная работа Потопалова на предыдущих должностях давала основания ожидать, что и на посту главного конструктора ОКБ ему удастся решить поставленные перед ним задачи.
Для испытаний на заводе №82 были изготовлены следующие варианты ракеты В-625:
Все варианты испытывавшихся ракет В-625 (кроме 1БП) оснащались радиотелеметрической аппаратурой и комплектом телеметрических датчиков.
Летные испытания ракеты В-625 начались на полигоне Капустин Яр 14 мая 1958 г. В первом баллистическом (бросковом) пуске ракета 1БП была запущена под углом 64 град, к горизонту. Этот пуск прошел без замечаний. Однако уже во втором пуске, состоявшемся 17 мая, на третьей секунде полета разрушился стабилизатор ускорителя, как оказалось, из-за его неточной установки на заводе. В выполненном 4 июля четвертом пуске — первом для варианта 2БП — на второй секунде полета стабилизатор ракеты вновь разрушился, опять-таки из-за производственного дефекта. Пятый пуск, состоявшийся 21 ноября, принес еще одну проблему — на 18-й секунде из-за дефекта теплозащитного покрытия прогорел маршевый двигатель. Восьмой пуск, предпринятый 21 января 1959 г., стал явно аварийным — при включении маршевого двигателя он взорвался.