Аналогично практике ввода в строй серийных комплексов С-75 была создана стыковочная база комплексов С-125 на площадке № 50 полигона Капустин Яр, обеспечивавшая прием боевых средств системы от производителей, стыковку и настройку техники огневых дивизионов, передачу техники представителям войсковых частей.

Развертывание первых зенитных ракетных полков, оснащенных комплексами С-125, началось с 1961 года в Московском округе ПВО.

Впереди первого эшелона С-25 были размещены 17 дивизионов С-125. Позже система начала поступать в другие военные округа. Началось формирование зенитных ракетных бригад С-75 и С-125 смешанного состава. Такая бригада имела до четырех-шести С-125 и до шести-восьми дивизионов С-75 и по одному техническому дивизиону на каждый тип комплекса. Противодействие воздушному противнику осуществлялось в широком диапазоне высот.

Разработанная под руководством А. А. Расплетина С-125 была совершенно новой системой, построенной на печатных платах, и первые станции имели низкую степень надежности. КБ-1 и завод № 304 совместно отрабатывали технологию печатного монтажа. Во время работ было много отказов, это не устраивало военных. На полигоне военные в первое время фиксировали отказы станции через каждые два часа.

В июне 1961 года Александр Андреевич приступил к созданию модификации, которой было присвоено название «Нева-М». В этой работе участвовало ОКБ-304. Вскоре совместная деятельность увенчалась успехом. Завод освоил технологию печатного монтажа. Надежность возросла, военные подтвердили вывод о том, что станцию можно осваивать в серийном производстве. Было выдвинуто новое требование: увеличить возможности комплекса при стрельбе по целям, летящим на предельно малых высотах.

Комплекс С-125М с двухступенчатой управляемой ракетой 5В27В принят на вооружение 27 сентября 1970 года. К моменту завершения работы над комплексом ракета 5В27 была усовершенствована и под индексом 5В27В поступила на вооружение.

Для С-125М разработана четырехракетная ПУ. Она была разработана в соответствии с указаниями Д. Ф. Устинова.

Высота перехвата целей комплексом С-125 варьировалась от 50 до 18 тысяч метров. Ракета могла совершать маневр с перегрузкой до 6 единиц. Боеготовность комплекса с марша была доведена до 30 минут.

В состав комплекса была введена система телевизионного наведения «Карат-2», которая позволяла при ясной погоде обнаруживать цель на расстоянии до 15 километров, не боялась радиопомех, так как обеспечивала обстрел целей в дневных условиях без включения передатчиков станции на излучение. Однако в плохую погоду «Карат» не работал. Первые комплексы с телевизионной системой были установлены под Ташкентом. Позже их перебросили во Вьетнам, но участия в боевых действиях они не принимали. В 1970-е годы были проведены работы по совершенствованию системы С-125М и расширению ее боевых возможностей. Непосредственной модернизацией комплекса занималось ОКБ-304, модернизацией ракет — ОКБ Кировского машиностроительного завода им. XX партсъезда.

Телевизионная система визирования цели и дополнительный режим работы, в котором, аналогично С-125, использовалось сочетание линейного сканирования с зондированием цели «карандашным» лучом, были введены также в модификации системы С-75.

Были созданы и введены в состав системы ракеты 5В27Г, 5В27ГП, 5В27ГПУ, 5В27Д, 5В27П и другие.

Система С-125М1 принята на вооружение 3 мая 1978 года. Ближняя граница перехвата воздушных целей доведена до 3,5 километра, высота перехвата снижена до 20 метров. Масса боевой части ракеты увеличена до 72 килограммов, боекомплект — с 8 до 16 ракет. Обеспечена возможность стрельбы вдогон, повышена помехозащищенность.

За время предварительных испытаний системы С-125 было проведено 180 пусков ракет. На основе С-125 был создан экспортный вариант «Печора». Комплексы поставлялись армиям государств — участников Варшавского договора, а также во Вьетнам, Алжир, Египет, Сирию, Ливию и другие страны.

На базе ракеты 5В27 вятским машиностроительным предприятием «Авитек» разработаны ракеты-мишени «Пищаль» РМ-5В27, РМ-5В27А, РМ-5В27М. По геометрии корпуса и скоростным характеристикам они близки зарубежным ракетам СРЭМ, «Томагавк», «Харм», «Мартель», «Тэсит-Рейнбоу». В мишени были переделаны ЗУР 5В27, у которых кончились сроки эксплуатации. Это имело большое значение, так как парк отслуживших свой срок ЗУР 5В27 насчитывал десятки тысяч единиц. Для запуска мишеней использовался штатный комплект наземного оборудования ЗРК С-125.

В дальнейшем применительно к системе С-125 была доработана система автоматизированного управления АСУРК-1 системы С-75 и разработаны единые тренажерные средства.

В 1963 году создание С-125 было отмечено Ленинской премией, лауреатами которой стали П. Д. Грушин, В. А. Едемский, В. Д. Селезнев, Ю. Н. Фигуровский и другие.

А. А. Расплетин постоянно и очень внимательно отслеживал тенденции развития средств воздушного нападения. Этому в большой степени способствовала конфиденциальная информация, которую он получал из аппарата Минобороны, в частности от генерала армии П. И. Ивашутина. А. А. Расплетин был постоянно нацелен на разработку средств ЗУРО, способных своевременно нейтрализовать возможные попытки воздействия средств воздушного нападения вероятного противника на систему ПВО страны. Так было с системами С-75 и С-125, проработки которых начинались за 1–1,5 года до принятия решения о начале разработок. Известно, что система С-75 была задумана А. А. Расплетиным в конце 1952 года, а официальная разработка началась в конце 1954 года, обсуждение идеи сохранения системы С-125 Расплетин начал в 1956 году, а разработка была задана в мае 1957 года.

Толчком к работам по системе большой дальности стала информация о том, что у вероятного противника должны появиться самолеты-носители беспилотных средств поражения с дальностью поражения более 100 километров, то есть превышающие дальность действия существовавших в то время ЗРК. Это позволяло бы пилотируемой авиации наносить удары по объектам безнаказанно, не входя в зоны обороны. Необходимо было парировать воздушную дальность действия вооружения пилотируемой авиации. Предварительные расчеты Александра Андреевича показывали, что решения «дальней» руки могло быть решено в то время только при создании когерентного радиолокатора непрерывного излучения и перехода от командного наведения ракет к самонаведению. О целесообразности применения принципа самонаведения для повышения ТТХ ЗУРО Расплетин написал в своей программной справке, направленной МСМ Совету министров СССР 13 августа 1954 года. Для решения новых радиолокационных задач в 1956 году Расплетин начал в КБ-1 большую исследовательскую работу по определению принципов построения системы ЗУРО с непрерывным излучением, возложив на себя роль научного руководителя. Надо было решить массу технических вопросов: произвести выбор модуляции непрерывного сигнала и найти оптимальное построение прямо-передающего тракта локатора, определить потенциал станции с учетом возможностей построения локатора и ГСН, обосновать методы наведения ракеты на цель и многие другие. Если вопросы локационного построения системы у Расплетина не вызывали особой озабоченности, то создание аппаратуры ГСН требовало определенных усилий. С целью прояснения этого вопроса Расплетин провел несколько встреч-обсуждений с известным конструктором, имевшим большой опыт разработки самолетных головок самонаведения, Н. А. Викторовым. Стало ясно, что создание головки самонаведения с большой дальностью действия в современных условиях является сложной, но вполне выполнимой задачей. Предложение Расплетина возглавить это направление Викторов не принял, объяснив свой отказ большой организационной нагрузкой по созданию нового НИИ, директором которого он был недавно назначен. После долгих обсуждений Расплетин и Викторов остановили выбор на начальнике лаборатории ВНИИ-108 Б. Ф. Высоцком, с которым оба находились в дружеских отношениях. Перед Высоцким была поставлена задача создать головку самонаведения, размещаемую на борту ракеты. В ходе предварительной проработки был решен ряд принципиальных вопросов, которые показали реальную возможность построения такой системы. В 1958 году Расплетин вышел с предложением начать разработку системы ЗУРО С-200. Постановление правительства по этой системе вышло 4 июня 1958 года. Система предназначалась для борьбы со стратегическими бомбардировщиками и самолетами-разведчиками противника. Главными целями были самолеты Б-52 и СР-71.