Штатную С-75 и ее модификацию для краткости стали называть 6-сантиметровыми и 10-сантиметровыми системами и радиолокаторами соответственно.

Немедленно была начата разработка документации, пригодной для серийного изготовления 10-сантиметрового варианта антенных устройств, передатчиков и высокочастотной части приемников радиолокатора наведения, а также приемоответчика ракеты. Дополнительной работы по остальной аппаратуре для 10-сантиметрового ЗРК не требовалось: для обоих вариантов эта аппаратура была одинаковой. По мере готовности документация на все устройства сразу же отправлялась на серийные заводы для изготовления головной партии 10-сантиметровых ЗРК. На подготовку и развертывание серийного производства средств 10-сантиметрового варианта системы заводам было отпущено немногим более полугода. Головные образцы средств системы надлежало изготовить к маю следующего, 1957 года.

В результате руководство 4-го ГУ МО решило прекратить работы по системе СОН-В-300. Железнодорожный вариант П. В. Цыбина отпал сам собой, а предложение А. А. Расплетина о скорейшем внедрении в производство упрощенного варианта С-75 — СА-75, использующего в своем составе уже освоенные промышленностью электровакуумные приборы, без аппаратуры селекции движущихся целей и электронного выстрела было принято. 5 августа 1956 года это решение было утверждено Советом министров. В соответствии с этим же решением опытный образец СА-75 предстояло подготовить к совместным испытаниям к апрелю 1957 года.

Сделанное Расплетиным предложение не являлось удачной импровизацией. Еще в конце 1955 года опытный вариант подвижной станции наведения ракет 10-сантиметрового диапазона, создававшийся с использованием освоенных промышленностью электровакуумных приборов, был смонтирован на полигоне у подмосковного поселка Кратово. В течение января — апреля 1956 года с ним были проведены отладочные и экспериментальные работы, и в мае было принято решение о его отправке в Капустин Яр, где он должен был использоваться для проведения автономных испытаний ракеты, отработки замкнутого контура наведения на цель и предварительной оценки эффективности поражения цели.

К началу осени 1956 года станция наведения была доставлена на полигон и подготовлена к работе. В его составе было пять аппаратных кабин:

приемо-передающая кабина;

кабина управления — командный пункт дивизиона;

индикаторная кабина — центральный пост управления ракетной батареи;

кабина управления стартом;

кабина стабилизаторов токов и управления дизель-электростанцией.

К октябрю 1956 года образец С-75 был подготовлен к проведению испытаний в замкнутом контуре управления с наведением ракет на воздушные мишени. Чтобы обеспечить выполнение этих работ, было решено совместить их с испытаниями, выполнявшимися в рамках совершенствования системы С-25.

К концу 1956 года пусками телеметрических ракет по уголковым отражателям, находящимся под парашютами, были завершены комплексные заводские испытания СА-75.

В январе 1957 года на полигоне началось создание соответствующей базы для развертывания первого серийного образца комплекса СА-75. В Капустин Яр со всей страны начали прибывать антенные посты, кабины с аппаратурой, пусковые установки, тягачи, дизель-электростанции, кабели…

Весной 1957 года на 32-й площадке полигона комплекс был состыкован, а затем и развернут для проведения сначала заводских, а после замены его на опытный образец станции наведения системы С-75 и Государственных испытаний.

5 июня 1957 года серийным образцом СА-75 была сбита первая мишень. Вслед за этим на полигон для ознакомления с новой системой приехал Н. С. Хрущев. После состоявшегося показа были даны соответствующие распоряжения на подготовку и проведение государственных испытаний. Председателем Государственной комиссии был назначен П. Н. Кулешов.

7 сентября 1957 года серийный образец С-75 был развернут на Софринском полигоне, на этот раз для демонстрации министру обороны Г. К. Жукову и другим руководителям Министерства обороны.

К тому времени многие из выявленных на предыдущих этапах испытаний конструктивных недостатков были устранены, какие-то из доработок планировалось реализовать уже на первых серийных образцах. Внесение более сложных изменений, которые требовали специальных проработок, было отнесено на более поздние сроки, на этап модернизации.

В целом государственные испытания СА-75 удалось провести в крайне сжатые сроки, и к началу ноября все необходимые отчеты были подготовлены. 28 ноября 1957 года П. Н. Кулешов поставил свою подпись на заключительном акте. Спустя две недели, 11 декабря, вышло Постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР № 1382-638 и приказ Министерства обороны № 00102, в соответствии с которым СА-75 «Двина» и ракеты В-750 пошли в войска. Они размещались на участках границы, где можно было ожидать провокации авиации, и у важных объектов страны.

7 ноября ракеты В-750 были впервые показаны во время парада на Красной площади в Москве.

Следует отметить, что еще в 1956 году вышло постановление «Разработка подвижной зенитной ракетной системы С-175». В этой системе предполагалось повысить помехозащищенность, увеличить дальность перехвата целей до 45 километров, высоту — до 30 километров. Одной из причин появления этого постановления стала информация о проведении в США работ по созданию планирующих бомб и управляемых ракет класса «воздух — земля», позволявших существенно увеличить дальность прицельной стрельбы и бомбометания. Это потребовало увеличения дальности ЗРК.

В 1957 году задание на разработку новой передвижной системы С-175 с увеличенной дальностью действия было согласовано и утверждено. При этом для повышения точности наведения для С-175 был предложен моноимпульсный метод определения угловых координат в радиолокаторах цели и ракеты с непрерывной союстировкой этих радиолокаторов. В свою очередь, в ОКБ-2 была разработана новая двухступенчатая ракета В-850. Однако 4 июня 1958 года разработка С-175 была прекращена.

Тем временем испытания 6-сантиметрового варианта С-75 продолжались и были завершены в 1958 году. В них основные усилия были направлены на отработку системы СДЦ и проверку работы станции в режиме СДЦ по целям, прикрытым помехами, а также в условиях установки прицельных активных помех. Облеты проводились в период с 17 октября 1957 года по 20 марта 1958 года. Постановка помех типа ДОС-30 производилась самолетами-постановщиками типа Ил-28, оборудованными автоматами постановки помех типа АСО-28. Темп постановки помех в областях менялся от 1 пачки в 1 или 0,7 секунды для одной кассеты. Число одновременно работающих кассет менялось от одной до двух, при этом средняя плотность помех составляла 2–3 пачки в разрешающем объеме станции.

Самолет-цель типа Ил-28 в условиях помех шел за постановщиком на расстоянии от 3 до 5 километров.

В ходе испытаний особо обращалось внимание на величины флуктационных и систематических ошибок. Измерение угловых координат цели проводились как в штатном режиме (без помех), так и с аппаратурой СДЦ.

В процессе облетов в штатном режиме было показано, что ошибка сопровождения цели обладает эргодическим свойством случайной функции, то есть среднее по времени (на достаточно большом участке наблюдения) приближенно равно среднему по множеству наблюдений.

В режиме СДЦ впервые в практике испытаний разработчики столкнулись с наличием нестационарных случайных процессов, которые необходимо было учитывать при обработке результатов испытаний, но самое главное — найти причину и устранить ее. Они представляли нерегулярные, нелинейные составляющие среднего значения отметки сопровождения в виде синусоиды, линейного роста среднего значения ошибки с возвратом в нулевое положение, либо синусообразное изменение среднего значения. Надо заметить, что этот случайный процесс с нелинейными изменениями среднего значения не приводил к срыву автосопровождения цели и составлял 2–4 номинальных значения штатных ошибок. Сопоставление случайных ошибок показало на некое уменьшение ошибки сопровождения в режиме СДЦ, противоречащее здравому смыслу, а наличие нелинейности свидетельствовало о скрытых неисправностях в аппаратуре СДЦ. Наблюдения за работой аппаратуры СДЦ выявило определенные, незначительные погрешности в режимах работы потенциалоскопов.