Контейнер с механизмом подъема в стартовое положение на 15° размещался на четырехосном полноприводном шасси ЗиЛ-135К, созданном коллективом конструкторов во главе с В.А. Грачевым. В дальнейшем серийное производство осуществлялось на Брянском автозаводе, и семейство четырехосных автомобилей сменило столичную марку «ЗиЛ» на «БАЗ». Пусковая установка, получившая индекс 2П30, при общей длине 13,5 м несла контейнер длиной почти 12 м. Два двигателя ЗиЛ-375 мощностью по 180 л.с. позволяли машине развивать скорость до 55 км/ч по шоссе. С учетом воздействия мощной струи стартового двигателя переднему остеклению придали обратный наклон. Саму четырехместную кабину выполнили из стеклопластика. Недопустимо высокий уровень шума в незащищенной кабине (144 дБ) определил необходимость специальных мер по обеспечению звукоизоляции.
Разработку пусковой установки 2П30 осуществляло ОКБ-476 Госкомитета по авиационной технике под руководством главного конструктора А.Ф. Федосеева по техническому заданию, выданному Челомеем в 1959 г. В следующем году изготовили две пусковые установки, с которых было осуществлено семь пусков ракет по программе летно-конструкторских испытаний. Судя по воспоминаниям С.Н. Хрущева, в ходе очередного посещения полигона Капустин Яр его отцу продемонстрировали пуск П-5 с подвижной пусковой установки. В силу «генеральского эффекта» при подготовке старта дважды произошла заминка: самопроизвольно отходил разъем электрической связи бортовой и наземной аппаратуры. Наконец ракета стартовала и почти сразу скрылась в грозовой туче. Хлынувший ливень разогнал высокопоставленную публику, а гроза начальственного гнева прошла стороной: ни министерское, ни военное руководство не припомнило разработчикам задержку со стартом. Впрочем, другие мемуаристы относят этот небольшой конфуз к показу ракетной техники Н.С. Хрущеву в 1958 г.
Государственные испытания, проведенные в 1961 г., включали пять пусков. Помимо штатных ракет П-5 запустили и семь усовершенствованных П-5Д, отработка которых была частично объединена с испытаниями сухопутного комплекса.
На ноябрьском параде 1961 г. пусковые установки 2П30 впервые прошли в парадном строю на Красной площади. При этом выявилось еще одно преимущество эксплуатации ракеты в транспортно-пусковом контейнере — обеспечение скрытности изделия. Иностранные атташе могли усмотреть только острый носок отсека Ф-1. Свидетельство С.Н. Хрущева об их показе на майском параде 1959 г. противоречит не только газетным публикациям тех лет, но и документам: тогда этих пусковых установок вообще не было в металле.
Постановлением от 30 декабря 1961 г. комплекс С-5 был принят на вооружение.
Применительно к этому оружию употреблялось и обозначение ФКР-2. Диапазон дальностей соответствовал требуемому, но скорость полета (1250—1300 км/ч) немного уступала заданной. Точность попаданий как показатель для 80% ракет составляла ±3 км, т.е. оказалась лучше контрольной цифры постановления. В зависимости от рельефа местности по маршруту полета высота могла устанавливаться соответствующей одному из трех значений: 200, 350 или 750 м. Как существенный недостаток отмечалась почти часовая продолжительность предстартовой подготовки, что вдвое превышало заданную Заказчиком величину и соответствующий показатель комплексов с ракетой «Скад». По продолжительности развертывания с марша крылатые и баллистические ракеты были примерно равноценны, но в части временных затрат на подготовку к повторному пуску П-5 также вдвое уступала Р-17. Кроме того, в ходе предстартовой «гонки» турбореактивного двигателя П-5 зачастую поднимались огромные облака пыли, демаскирующие комплекс и привлекающие внимание летчиков противника, что повышало вероятность уничтожения пусковой установки еще до пуска ракеты.
Началось формирование полков С-5, имевших на вооружении по восемь пусковых установок с ракетами, которые поступали в подчинение фронтового звена управления Сухопутных войск.
По постановлениям от 28 июня 1960 г. и от 9 января 1963 г. была разработана усовершенствованная модификация 2К17М с ракетой 9М78. Следование рельефу местности осуществлялось за счет вычисления второй производной от изменения по времени показаний вновь разработанного радиовысотомера РВ-15. Маршевый двигатель 4Д95 и стартовый агрегат4Л44, также как и контейнер 4Я29, не менялись.
Новая пусковая установка 9П123 отличалась сокращением почти вдвое числа блоков аппаратуры, уменьшением численности стоек управления с семи до пяти, возможностью часового поддержания ракеты и наземной аппаратуры в пятиминутной готовности к пуску, исключением операции горизонтирования пусковой установки. В составе комплекса машина автономных и комплексных испытаний 9В47 была заменена на более совершенную 9В454, машина энергоснабжения 9В66 — на 9В613. Остальное наземное оборудование комплекса (технологическая машина 9Т12, транспортная машина 9Т11, автозаправщик горючего 2Г1У, машина ЗИП 9Т418, автокраны 9Т31 и К-14, водообмывочная машина 9Т311) заимствовалось от комплекса 2К17 без изменений.
Осенью 1964 г. Хрущев посетил танковый полигон, на котором наряду с другими новинками военной техники ему докладывали и о новом комплексе. Проявлявший немало изобретательности в том, что ныне именуется «промоушн» своих разработок, Челомей распорядился изготовить нехитрое устройство для демонстрации возможностей новой модификации. В окошке своего рода панорамы прокручивался «бесконечный» лист бумаги с изображением холмистой местности, а кинематически связанный с механизмом проворота «картинки» макетик ракеты то поднимался над горами, то нырял в долины. Хотя из-за недостаточной организованности мероприятия вместо Челомея пришлось докладывать одному из его заместителей, Никите Сергеевичу понравилась «шарманка», как ее прозвали остряки из ОКБ-52. Однако вскоре «верные соратники» принудили его уйти с высших партийных и государственных должностей, а комплексы с крылатыми ракетам лишились его поддержки. Они стали сниматься с вооружения вместо намечавшегося дальнейшего совершенствования с внедрением новой модификации 2К17М с ракетой 9М78.
Тем не менее с 1 августа по 20 октября 1964 г. комплекс С-5М проходил испытания в районе Мугоджарских гор. Трассы пусков проходили над горами Жаман-Тау (высота 560 м) и Дау-Тау (620 м). Было выполнено шесть пусков в период с 7 августа по 9 октября. Подтвердилась возможность облета гор с крутизной уклона местности до 15°. Изменение высоты рельефа местности отслеживалось ракетой с запаздыванием 3—4 с. Продолжительность предстартовой подготовки сократили на треть.
В 1963 г. ОКБ-52 готовились предложения по созданию унифицированного комплекса С-50, обеспечивающего не только применение по площадным объектам, как ракеты типа П-5Д, но и поражение радиолокационных станций противника. К разработке ракеты наряду с традиционными для ОКБ-52 смежниками подключилось руководимое П.С. Плешаковым ЦНИИ-108. Летно-конструкторские испытания предполагалось начать в I кв. 1965 г., а совместные летные испытания — в конце того же года.
Наиболее оригинальным комплексом с применением ракет типа П-5 стал С-5В, создававшийся по постановлению от 5 февраля 1962 г. наряду с подобными же аэромобильными модификациями тактического комплекса с неуправляемой ракетой «Луна-М» и оперативно-тактического 9К72 с ракетой Р-17. ОКБ ЗиЛа и конструкторы завода №476 разработали для комплекса С-5В пусковую установку 9П116. Оригинальной особенностью этой машины явилось то, что основной несущей конструкцией служил транспортно-пусковой контейнер. Оси передних колес крепили непосредственно к корпусу контейнера, а задних управляемых колес — к ферменным опорам. Эти опоры могли проворачиваться относительно узлов крепления на контейнере, в результате чего его задняя часть поднималась вверх для обеспечения пуска ракеты, стартовавшей против направления хода пусковой установки. Электродвигатели мощностью 22 кВт вместе с понижающими шестеренчатыми редукторами размещались внутри колес. Электроснабжение обеспечивал генератор, задействуемый от газотурбинного двигателя ГТД-350, стоявшего в те годы на вертолетах. Двигатель и генератор крепились на корпусе контейнера, так же как и двухместная кабина, наподобие седла охватывающая переднюю часть контейнера. Общая масса пусковой установки с ракетой составляла 10,7 т.