Еще Постановлением о принятии на вооружение туполевскому КБ поручили в трехмесячный срок представить предложения по увеличению дальности пусков до 300...350 км. В дальнейшем работы в этом направлении проводились в 1960-1966гг. в рамках темы К-10СД. Дальность пусков была увеличена до 320 км, при этом для надежного обнаружения различных целей на удалении до 450 км пришлось доработать станцию ракетоносца, после чего она получила обозначение ЕН-М.

Следующее направление совершенствования было связано с обеспечением пуска с малых высот, в частности за счет уменьшения послестартовой "просадки". При этом было достигнуто снижение минимальной высоты пуска с 5000 м до 1500 м, а затем и до 600 м. В качестве средства увеличения максимальной дальности при полете на малых высотах рассматривалось применение подвесных баков. В процессе совершенствования системы была также обеспечена возможность перенацеливания. Усовершенствованные варианты получили наименования К-10СДВ, К-10СН, К-10СНБ.

В дальнейшем ракетное вооружение Ту-16К-10 было радикально усилено. В соответствии с Постановлением от 23 мая 1964 г. были начаты работы по комплексу К-36 с дооснащением Ту-16К-10 новыми ракетами КСР-5 в дополнение к основному вооружению типа К-10С. В результате к началу семидесятых годов на вооружение поступила самая мощная модификация комплекса К-10-26 (первоначальное название не прижилось). Совместное применение с Ту-16К-10-26 ("самолета НК-10-26" или "самолета НК-6") двух скоростных и высотных ракет КСР-5 с подкрыльевой подвески и маловысотной ракеты семейства К-10С со штатного подфюзеляжного держателя затрудняло функционирование системы обороны противника.

К-10С вписала и страницу в историю становления ядерной мощи нашей морской авиации. В августе 1962 г. в ходе учений "Шквал" экипаж командира одного из полков Северного флота В. Крупякова произвел пуск ракеты К-10С со специальным зарядом по цели (барже с уголковыми отражателями) в районе Новой Земли. "Работа" неоднократно откладывалась, - мешал лед, сметавший заранее выставленную мишенную обстановку. Уже после взлета выполнение задания оказалось под угрозой, придавленный тяжестью огромной ответственности штурман-оператор В. Данилин сумел правильно выполнить все операции предстартовой подготовки только со второй попытки. В вышедшей в 1997 г. книге «Ядерные испытания СССР» сообщается о единственном надводном испытании на полигоне на Новой Земле в 1962 г. - взрыве мощностью 6 килотонн, осуществленном 22 августа.

Помимо совершенствования К-10 как средства поражения, в семидесятые годы была предпринята разработка беспилотного постановщика помех оружия К-10СП со станцией "Азалия".

Высокая эффективность данной системы была убедительно подтверждена в ходе учений Северного флота в мае 1981 года. В другом случае включение этой станции постановки помех парализовало работу РЛС в радиусе 100 км, или, по более эмоциональным откликам, на всем Черном море.

Другим побочным результатом создания комплекса Ту-16К-10 была разработка на базе самолета Ту-16К-10 морского разведчика Ту-16РМ. В данном случае в условиях дефицита достаточно эффективных морских разведчиков специальной постройки, были использованы большие возможности станции семейства "ЕН" по обнаружению морских целей, работающей совместно с установленными дополнительно средствами радиоразведки. Однако переоборудование 23 носителей в разведчики несколько ослабило мощь группировки морской ракетоносной авиации.

Еще до принятия К-10 на вооружение были развернуты работы по использованию этой системы на других носителях. В частности, 28 августа 1959 г. Постановлением № 998-434 Правительство задало разработку комплекса К-14 с оснащением самолетов 3МД ракетами на базе К-10С. Это была уже не первая попытка создания ракетоносца на базе мясищевского бомбардировщика - еще 24 декабря 1954 г. распоряжением Совмина 1357РС было задано применение самолетов-снарядов Х-20 на М-4. Тогда эту тему не удалось реализовать в основном из-за большого веса и габаритов ракеты, несовместимых с велосипедным шасси мясищевского самолета. Однако и работы по К-14 не удалось успешно завершить, в основном из-за ликвидации КБ Мясищева с присоединением ОКБ-23 к "империи Челомея".

Постановлением от 5 февраля 1960 г. №138-48 все работы по К-14 были прекращены. Но эта разработка не оказалась бесплодной. К моменту принятия решения о прекращении работ пять ракет типа КСР уже переоснастили на разрабатывавшуюся для К-14 бортовую аппаратуру "Рубикон". Эти ракеты, первоначально предназначавшиеся только для отработки новой аппаратуры, не были уничтожены. В последующие месяцы они успешно прошли испытания, положив тем самым основу новой "системы реактивного вооружения" К-16 с ракетами КСР-2, что позволило в первой половине шестидесятых годов обеспечить переоборудование в ракетоносцы значительной части парка уже построенных бомбардировщиков Ту-16.

Была также предпринята попытка оснастить межконтинентальный ракетоносец Ту-95К четырьмя ракетами К-10С на подкрыльевой подвеске. От реализации этого проекта отказались из-за существенного снижения летно-технических характеристик носителя и ограниченного числа Ту-95К, которые было более целесообразно использовать с более мощными и дальнобойными Х-20.

Систему К-10, как и первую "Комету", не миновала попытка межвидовой унификации. С учетом успешного опыта создания на базе самолетной «Кометы» корабельной ракеты КСС вскоре было принято решение о разработке модификации К-10С для вооружения надводных кораблей. В соответствии с Постановлениями от 17 и 25 августа 1956 г. в качестве основного ударного вооружения атомного крейсера проекта 63 задавалось 12... 16 самолетов-снарядов П-40 с дальностью 200...350 км и скоростью 1700...2000 км/ч. Разработка самолета-снаряда на базе К-10С поручалась микояновскому ОКБ-155, а системы управления - НИИ-10 Минсудпрома. Для обеспечения старта самолета-снаряда с разрабатываемой ЦКБ-34 корабельной ПУ предусматривалось применение стартового двигателя, создание которого было поручено авиапромовскому КБ-2 завода №81 во главе с И.И. Картуковым. Однако в дальнейшем, с учетом триумфальных успехов коллектива ОКБ-52 в области создания морских крылатых ракет со складывающимся крылом и стартом непосредственно из контейнерной пусковой установки, в качестве основного варианта корабельного вооружения корабля пр.63 стало рассматриваться использование челомеевских ракет П-6.

Впрочем, вне зависимости от типа ударного вооружения, сам корабль пр.63 был обречен с самого начала разработки. Задуманный как "симметричный ответ" на американский "Лонг Бич" и планировавшийся к постройке в конце пятидесятых годов на стапелях ленинградского "Балтийского завода", этот большой корабль был абсолютно неуместен в период, когда судьба почти достроенных крейсеров пр.68бис стала источником многолетней головной боли как флотоводцев, так и капитанов судостроительной индустрии. Да и здравая оценка возможностей пусть мощного, но, скорее всего, единичного советского ракетного крейсера, действующего без авиационного прикрытия против американского авианосного соединения, склоняла к унылому пессимизму. В конечном счете, не выйдя из бумажной стадии, корабль пр.63 был исключен из утвержденного 3 декабря 1958 г. плана кораблестроения на семилетку 1959-1961 гг., а все работы по П-40 прекратили. Такая же судьба постигла и наземный аналог рассмотренных систем - прорабатывавшуюся в конце 1957 г. систему "М-2" класса "земля-земля"

Система К-10 дольше других образцов "реактивного вооружения" служила на Ту-16, оставаясь более-менее эффективной при решении хотя бы части задач до восьмидесятых годов. Однако процессы морального и физического старения необратимы.

Известные обстоятельства последнего периода ускорили их. В 1989-1994 гг. Ту-16 были сняты с вооружения, чем завершился длившийся более четырех десятилетий славный период службы этих машин в нашей авиации. Вместе с ними ушла в прошлое первая отечественная сверхзвуковая противокорабельная система К-10.