Первый полет Е-152 с двигателем Р-15 состоялся 21 апреля 1961 г. Пилоны с ракетами К-9 размещались на срезанных законцовках крыла. Такая схема, уже тогда освоенная за рубежом, получила распространение в отечественной авиации только спустя два десятилетия. Второй экземпляр самолета Е-152-2 с новым комплексом наведения «Смерч» совершил первый полет 21 сентября. Первоначально на нем предусматривалась установка РЛС ЦП-1 и ракет К-9. Однако программа Е-152 осуществлялась с очень большим отставанием от плановых сроков, в основном из-за ненадежности двигателя Р-15. Кроме того, концу 1961 г. КБ-1 практически прекратило работы по теме К-9. Напротив, разработка ракет К-80 для Ту-128 успешно продолжалась. Поэтому в 1962 г. было принято решение применить их и на самолетах семейства Е-152, заменив РЛС ЦП-1 на станцию «Ураган-Б-80», получившую затем наименование «Смерч-А». При этом переделанный самолет получил обозначение Е-152П. Но к этому времени все работы уже переключились на программу Е-155 — будущего МиГ-25П. Позднее пусковые установки ракет перенесли с законцовок крыла на подкрыльевые пилоны, и перехватчик стал именоваться Е-152М.
По своему замыслу тяжелые перехватчики ОКБ А.И. Микояна семейства И-75, Е-150, Е-152 при некотором внешнем отличии отСу-9и Су-11 вполне соответствовали им, и их разработка утратила смысл и была фактически прекращена с принятием суховских машин на вооружение. Последние образцы микояновских перехватчиков должны были развивать существенно большую скорость, но трудности в доводке двигателя типа Р-15 удалось преодолеть только после перехода к созданию двухдвигательной машины существенно большей масштабности — к будущему МиГ-25.
В соответствии с важнейшим постановлением партии и правительства от 30 декабря 1954 г., определившим создание нескольких ракет класса «воздух— воздух» для перспективных истребителей, ОКБ-4 поручалась разработка ракет комплекса К-8 для перехватчика Як-25К, оснащенного радиолокатором «Сокол-К», проектировавшимся в ОКБ-339 под руководством Г.М. Кунявского.
В соответствии с колоссальным прогрессом авиации за время, прошедшее с 1948 г., в сравнении с СНАРС-250 существенно ужесточились требования к диапазону скоростей и высот поражаемых целей, ведь первая ракета «воздух—воздух» предназначалась для поражения только дозвуковых самолетов! Тем не менее опыт, накопленный коллективом М.Р. Бисновата в конце 1940-х — начале 1950-х гг., оказался исключительно ценным и позволил обогнать другие проектные организации, задействованные постановлением от 30 декабря 1954 г., и, в отличие от них, успешно довести заданный образец до принятия на вооружение и постановки в серийное производство с последующей многократной модернизацией и эксплуатацией вплоть до начала 1990-х гг.
Важную роль в успехе ОКБ-4 сыграло и то, что его конструкторы сразу приступили к созданию самонаводящейся ракеты, в отличие от разработчиков К-6 и К-7, потративших много сил и времени на работы по вариантам ракет с уже отработанной, но бесперспективной системой наведения по лучу РЛС.
На ранней стадии проектирования К-8 наряду со схемой «утка» («изделие 21») рассматривалась и ракета нормальной аэродинамической схемы («изделие 22»), Принятый для дальнейшей разработки вариант («изделие 24»), как и СНАРС-250, был выполнен по схеме «утка», но при этом рули были расположены по Х-образной, а не +-образной схеме. Раскладка сигналов управления по осям, повернутым на 45°, уже не представлялась сложной задачей. Диаметр ракеты уменьшился до 275 мм, стартовый вес практически соответствовал СНАРС-250. С учетом результатов отработки СНАРС-250 с самого начала на К-8 предусматривалось применение гиростабилизированной, а не связанной с корпусом головки самонаведения.
Наученный горьким опытом, Бисноват обеспечил развертывание широкого фронта работ по ключевому элементу разработки — головкам самонаведения, предусмотрев изготовление нескольких вариантов ракет.
Тепловая ГСН создавалась на конкурсных началах: Д. М. Хоролом и его сотрудниками в ЦКБ-589 под индексом С-1 для «изделия 24Н» (К-81) и коллективом Н.В. Смирнова под наименованием ТГС-57 «Сокол» в НИИ-10 для ракеты К-84. Полуактивную радиолокационную ГСН ПАРГ-1 для «изделия 24В» (К-82) разрабатывал коллектив во главе с Н.А. Викторовым в НИИ-648. Кроме того, вариант радиолокационной головки самонаведения под наименованием РГС-1 конструировался под руководством B.C. Дегтярева в ленинградском ОКБ-287 для «изделия 24Д».
Автопилот АПС-8 проектировался на заводе №118, радиовзрыватель «Снегирь» — в НИИ-504, боевая часть — в СКБ-147. Как и двигатели для других авиационных ракет, твердотопливный ПРД-25 разрабатывался в КБ-2 завода №81 (ныне НПО «Искра») под руководством И.И. Картукова.
По проектным данным, дальность пуска ракеты составила 2—8 км, при этом поражались цели, летящие со скоростями 600— 1100 км/ч на высотах 5— 18 км.
В сентябре 1956 г. начались испытания экспериментальных ракет на специально подготовленном носителе Як-25М №0110 с действующим макетным образцом РЛС «Сокол-2К» (станцией «Сокол-2», доработанной под применение управляемых ракет) и с размещенными между гондолами двигателей и фюзеляжем пусковыми установками, сдвинутыми назад, относительно передней кромки крыла. К концу года на испытания поступил экспериментальный вариант ракеты с автономной системой управления — «изделие 24А».
Эти ракеты, как и «изделия 24Н» с тепловой ГСН, в следующем году испытывались и с другого Як-25М — №0119. На этом самолете пусковые установки были выдвинуты вперед относительно передней кромки крыла, т.е. размещены по схеме, получившей в дальнейшем широкое распространение. Самолет №0110 был модифицирован в части РЛС, прошел соответствующие испытания и 12 июля направился на полигон для проведения пусков боевых «изделий 24Н», в том числе и по реальным целям.
Всего было выполнено 111 полетов, в том числе 72 с управляемыми ракетами, осуществлено 42 пуска ракет, включая два по мишени. Выявилось немало недостатков как по самой ракете, так и по самолетной аппаратуре. К концу этого этапа испытаний основные недостатки системы управляемого вооружения устранили, но серийное производство Як-25 уже завершилось, а трудоемкое переоборудование только что выпущенных самолетов признали нецелесообразным. К этому времени уже летали сверхзвуковые варианты двухдвигательного Як-27. Для этого перехватчика система К-8 могла быть применена практически без изменений. Кроме того, к концу 1957 г. К-8 рассматривалась как вооружение скоростных тяжелых перехватчиков И-75 и Е-150 ОКБ Микояна, а также и суховского Т-3.
Отработка ракет плавно перекочевала на Як-27, оснащенный той же РЛС и обозначенный как Як-27К №58. Уже 19 июля 1957 г. на испытания направили второй опытный Як-27 №58, приспособленный под применение К-8 по приказу МАП от 16 мая 1957 г. К началу следующего года на полигон прибыл еще один самолет — переоборудованный серийный Як-27 №0201. На этих машинах, а также на других модифицированных серийных Як-27 с заводскими номерами 0503, 0104, 0204 установили пусковые установки ПУ-1-8, в дальнейшем нашедшие применение на других самолетах-носителях К-8М и их последующих вариантах. На Як-25 и Як-27 летали летчики-испытатели М.Л. Петушков, В.А. Шенченко и др.
Вначале испытывались ракеты с ночной ГСН С-1-200, которые комплектовались автопилотом АПС-8-24М и радио- взрывателем «Снегирь». По результатам двух пусков доработали радиовзрыватель и усилили крепление боевой части. Усовершенствованные ракеты испытывались в марте 1958 г. по мишеням САБ-100-25-М на высотах до 13 км. Затем, перейдя к пускам по Ил-28, 23 и 27 мая сбили два беспилотных бомбардировщика на дальностях 5—6 км при высоте полета 9—10 км.