21 июня 1956 года принята на вооружение ракета Р-5М — первый отечественный ракетный комплекс с ядерным боевым оснащением
Максимальная дальность ракеты Р-5—1200 километров — обеспечивала досягаемость стратегических целей на территории Европы, что в сочетании с поражающим воздействием ядерного заряда впервые позволяло рассматривать ракету как стратегическое оружие.
Разработка комплекса Р-5М была начата весной 54-го года коллективом ОКБ-1 под руководством Сергея Королева.
Для обеспечения приемлемой точности попадания была установлена комбинированная система управления. Наряду с автономным инерциальным управлением по дальности использовалась система боковой радиокоррекции для уменьшения отклонения в поперечном направлении. Управление движением ракеты осуществлялось с помощью 4 воздушных рулей, установленных на небольших пилонах на хвостовом отсеке, и 4 газовых рулей, установленных на срезе камеры сгорания двигателя. Точность ракеты составляла полтора километра по дальности и километр с небольшим в боковом направлении, что в несколько раз превышало показатели, достигавшиеся на первых ракетных комплексах. В сочетании с ядерным боезарядом мощностью 300 килотонн такая точность позволяла эффективно поражать незащищенные площадные цели.
Время предстартовой подготовки к пуску ракеты Р-5М составляло около 2 часов. Эта ракета имела существенный недостаток, связанный с использованием в качестве окислителя жидкого кислорода, который быстро испарялся и не позволял держать ракету в заправленном состоянии свыше 30 суток.
Для выработки запаса кислорода необходимо было иметь мощные кислородные заводы в районах базирования ракетных частей, что делало комплекс Р-5М малоподвижным и неспособным к быстрому ответному удару.
Летные испытания ракеты Р-5М проходили на полигоне "Капустин Яр". Тогда же было проведено первое полномасштабное натурное испытание ракетно-ядерного оружия (так называемая "операция Байкал"). Боевой ядерный заряд мощностью 300 тонн тротила был доставлен в расчетный участок боевого поля, расположенного в районе города Аральска и успешно взорвался. Р-5М получил одобрение военных.
В 1956-ом году были поставлены на боевое дежурство 24 ракетных комплекса. В следующем году их число удвоилось. В конце 1958-го года одна из ракетных бригад, вооруженных Р-5М, передислоцировалась на северо-восток ГДР. С этих позиций можно было поражать всю территорию Англии и большую часть Франции. Несколько позже Р-5М появляются и на Дальнем Востоке. В их зоне досягаемости оказались вся Япония и Маньчжурия.