Из-за большого числа недоработок военные медлили с официальным принятием комплекса на вооружение, хотя серийное производство ракет и наземного оборудования фактически началось еще в 1964–1965 годах. Окончательно испытания завершились к концу 1966 года. В начале ноября на полигон в Сары-Шаган для ознакомления с системой С-200 прилетел начальник Главного управления вооружений Минобороны Герой Советского Союза Г. Ф. Байдуков. В результате Государственная комиссия рекомендовала принять систему на вооружение.

«Солнечный день в ноябре 1966 года, — вспоминает К. С. Альперович. — На полигонном аэродроме ожидают самолет в Москву разработчики во главе с Расплетиным и заказчики во главе с генералом Байдуковым. Настроение у всех отличное — завершены тяжелейшие, продолжавшиеся более пяти лет испытания. Их итогами все полностью удовлетворены. В выводах актов по результатам совместных испытаний рекомендуется: принять систему С-200 на вооружение с ракетами обоих видов — с головкой самонаведения первой модели и с новой головкой. Мы радовались тому, что параллельно испытаниям создали новую, соответствующую требованиям серийного производства модель ГСН. Теперь ее изготовлению открыт зеленый свет. Военные довольны тем, что получают систему в радикально улучшенном исполнении».

К 50-летию Советской армии, 22 февраля 1967 года, было принято Постановление ЦК и Совмина о принятии на вооружение зенитно-ракетной системы С-200, получившей наименование «Ангара», с тактико-техническими характеристиками, в основном соответствовавшими заданным директивными документами. В частности, дальность пуска по цели типа Ту-16 составила 160 км.

К. С. Альперович вспоминает, что 22 февраля раздался звонок А. А. Расплетина: «Приглашает в кабинет Бункина. В кабинете он один, за бывшим своим столом, ставшим с 1961 года рабочим местом Бункина. Александр Андреевич доволен: “Сегодня С-200 приняли на вооружение. Поздравляю”. На мое предложение отметить сегодня же “мальчишником”, как мы это сделали 12 лет назад, в день приема на вооружение нашего первенца — С-25, помолчав, отвечает: “Нет, сегодня буду отмечать Нинин (Нина Федоровна — жена Расплетина) день. Такое совпадение — сегодня приняли “двухсотку” на вооружение и сегодня же Нинин день рождения!” По задержке с ответом, по тому, что не предложил отметить принятие С-200 на вооружение, видно — Расплетин явно “не в форме”.

Многолетняя напряженная работа на износ подорвала могучее от природы здоровье Расплетина. В последние годы врачи настоятельно советовали ему уменьшить нагрузку, избегать стрессовых ситуаций, бросить курить. Около года он не курил, потом не выдержал, закурил снова. Сбросить нагрузку, избегать стрессов — это не для Расплетина. “Волнуюсь? Переживаю? Значит — живу!” К советам врачей относился без должного внимания и с воодушевлением занимался организацией работ над новой, предложенной им системой ПВО — будущей С-300. В общем, ничто не предвещало близкого конца. Но природа распорядилась по-своему. 2 марта, через неделю после принятия С-200 на вооружение, у Расплетина случился тяжелейший инсульт. 8 марта он скончался».

По досягаемости новый советский ЗРК несколько превосходил заявленные характеристики американского комплекса «Найк-Геркулес». Используемая в С-200 схема полуактивного самонаведения ракеты обеспечивала лучшую точность, особенно при обстреле целей в дальней зоне, а также повышенную помехозащищенность и возможность уверенного поражения постановщиков активных помех. По габаритам советская ракета получилась компактнее американской, но при этом оказалась в полтора раза тяжелее.

Продолжительность разработки системы С-200 более чем вдвое превысила длительность создания ранее принятых на вооружение зенитных ракетных систем и комплексов. Основной причиной этого стали трудности, связанные с освоением принципиально новой техники — систем самонаведения, когерентных РЛС непрерывного излучения при отсутствии достаточно надежной элементной базы, выпускаемой радиоэлектронной промышленностью.

За создание системы С-200 Б. В. Бункин и П. Д. Грушин были награждены орденами Ленина, а А. Г. Басистову и П. М. Кириллову были присвоены звания Героев Социалистического Труда. Работы по дальнейшему совершенствованию системы С-200 были удостоены Государственной премии СССР. К этому времени уже проводились поставки техники на вооружение Войск ПВО страны. Комплексы С-200 поступили и на снабжение ПВО Сухопутных войск, где эксплуатировались до принятия на вооружение зенитных ракетных комплексов нового поколения — С-300.

В дальнейшем для повышения боевой эффективности ЗРК большой дальности С-200 было признано целесообразным объединять их под единым командованием с маловысотными комплексами системы С-125. Стали формироваться зенитные ракетные бригады смешанного состава из двух-трех огневых дивизионов С-200 по 6 пусковых установок и двух-трех зенитно-ракетных дивизионов С-125, включавших по 4 пусковые установки с двумя или четырьмя направляющими. В ряде особо важных объектов и в приграничных районах для многократного перекрытия воздушного пространства бригады Войск ПВО страны имели на вооружении комплексы всех трех систем: С-75, С-125, С-200 с единой системой автоматизированного управления, в создании которой, наряду с академиком В. С. Семенихиным, принимал участие и П. С. Плешаков.

Новая схема организации, с относительно небольшим числом пусковых установок С-200 в бригаде, позволила разместить ЗРК большой дальности в большем числе районов страны и, в какой-то мере, отражала тот факт, что к моменту принятия комплекса на вооружение пятиканальная комплектация представлялась уже избыточной, так как не отвечала сложившейся обстановке. Активно пропагандировавшиеся в конце пятидесятых годов американские программы создания сверхскоростных высотных бомбардировщиков и крылатых ракет не были завершены из-за высокой стоимости и явной уязвимости от ЗРК. С учетом опыта войн во Вьетнаме и на Ближнем Востоке в США даже тяжелые В-52 были доработаны для действия на малых высотах. Из реальных же специфических целей для системы С-200 оставались только скоростные и высотные разведчики SR-71, а также самолеты дальнего радиолокационного дозора и постановщики активных помех, действующие на большом удалении, но в пределах радиолокационной видимости.

Сам факт существования системы С-200 в значительной мере определил переход авиации США к действиям на малых высотах, где они подвергались воздействию огня более массовых зенитных ракетных и артиллерийских средств. Кроме того, неоспоримым достоинством комплекса было применение головки самонаведения. Даже не реализуя полностью свои возможности по дальности, С-200 дополняла комплексы С-75 и С-125 с радиокомандным наведением, существенно усложняя для противника как задачи ведения РЭБ, так и высотной разведки. Особенно явно преимущества С-200 проявлялись против постановщиков активных помех, бывших идеальной целью для самонаводящихся ракет С-200.

Ракеты системы С-200, несмотря на внешнюю презентабельность, ни разу не демонстрировались на парадах в СССР. Однако при наличии космической разведки скрыть факт существования и масштабы развертывания нового комплекса не удалось. По американским данным, в 1970 году количество пусковых установок ракет С-200 составляло 1100, в 1975-м — 1600, в 1980-м — 1900 единиц. Своего пика — 2030 пусковых установок — развертывание этой системы достигло в середине восьмидесятых годов.

После принятия на вооружение системы С-200 выявленные при пусках недостатки, а также пожелания, поступающие от строевых частей, позволили определить ряд недоработок, непредвиденных и неисследованных режимов работы, слабых мест техники системы. Было реализовано и испытано новое оборудование, обеспечивавшее повышение боевых возможностей и эксплуатационных показателей системы. Уже к моменту принятия на вооружение стало ясно, что система С-200 не обладала достаточной помехозащищенностью и могла поражать цели только в простой боевой обстановке, при действии постановщиков непрерывных шумовых помех. Первоочередным направлением совершенствования комплекса стало повышение его помехозащищенности.