В соответствии с рекомендациями госкомиссии ЗРК "Куб" с 1967 года началась первая модернизация комплекса. В результате доработок были повышены его боевые возможности:
-  расширены границы зоны поражения (см. табл.);
-  предусмотрены прерывистые режимы работы РЛС самоходной установки разведки и наведения для защиты от противорадиолокационных ракет типа "Шрайк";
-  повышена защищенность ГСН от уводящих помех;
-  улучшены показатели надежности боевых средств ЗРК;
-  уменьшено примерно на 5 секунд работное время комплекса.

Модернизированный комплекс в 1972 году прошел испытания на Эмбенском полигоне под руководством комиссии во главе с начальником полигона В.Д. Кириченко и в январе 1973  г. был принят на вооружение под шифром "Куб-М1".

С 1970 года проводились работы по созданию для ВМФ зенитного комплекса М-22 с использованием ракеты семейства 3М9, однако после 1972 года этот ЗРК разрабатывался уже применительно к ракете 9М38 пришедшего на смену "Кубу" комплекса "Бук".

Следующая модернизация комплекса "Куб" проводилась с 1974 г. по 1976 г. В результате ее были еще повышены боевые возможности ЗРК:
-  расширена зона поражения (см. табл.);
-  обеспечена возможность стрельбы вдогон по целям со скоростями до 300 м/с, и по неподвижным целям на высотах свыше 1000 м;
-  увеличена средняя скорость полета ЗУР с 600 до 700 м/с;
-  обеспечено поражение самолетов, маневрирующим с перегрузками до 8 ед.;
-  улучшена помехоустойчивость ГСН;
-  увеличена на 10-15% вероятность поражения маневрирующих целей;
-  улучшены надежность боевых наземных средств ЗРК и его эксплуатационные характеристики.

Пусковая установка ЗРК "Куб" на позиции с бетонированным бруствером	Заряжение пусковой установки с ТЗМ

Совместные испытания ЗРК проходили в начале 1976 года на Эмбенском полигоне (начальник полигона Б.И. Ващенко) под руководством комиссии во главе с О.В. Купревичем, а к концу года он был принят на вооружение под шифром "Куб-М3".

В последние годы на международных авиационно-космических выставках представлялась еще одна модификация ЗУР - переоборудованная из боевой ракеты мишень 3М20М3, предназначенная для имитации воздушных целей с ЭПР 0,7-5 м², летящих на высоте до 6-7 км по трассе протяженностью до 20 км. Серийное производство боевых средств комплекса "Куб" всех модификаций было организовано:
- самоходных установок разведки и наведения - на Ульяновском механическом заводе Минрадиопрома (МРП),
- самоходных пусковых установок - на Свердловском машиностроительном заводе им. М.И. Калинина МАП,
- ЗУР - на Долгопрудненском машиностроительном заводе МАП.

Основные характеристики ЗРК типа "КУБ"

* с использованием комплекса К-1 "Краб"
** с ЗУР 3М9М3. При использовании ЗУР 9М38 характеристики аналогичны ЗРК "БУК"