Существенной новинкой стало оснащение ударного МиГ-23Б управляемым ракетным вооружением класса «воздух — поверхность». Следует отметить, что работы над таким оружием развернулись у нас в стране с изрядным опозданием: до 1964 г., по известным причинам, авиационному вооружению вместе с самой военной авиацией отводилась второстепенная роль, и средств на разработки практически не выделялось. В то же время в США, по опыту корейской войны, вплотную занялись созданием управляемых ракет для поражения наземных целей уже с 1954 г. В апреле 1959 г. американцы приняли на вооружение ракету АСМ-12 «Буллпап». Наличие у потенциального противника такого оружия и поступившие из Вьетнама сведения о его эффективном применении подстегнули разработку и у нас, тем более, что отставание в высокоточном оружии на то время оценивалось, как минимум, десятилетнее.
Задание было выдано ОКБ-134 (с 1966 г. — МКБ «Вымпел») и КБ завода № 455 в подмосковном Калининграде (позднее — ОКБ «Звезда» при ПО «Стрела», известном также как «Звезда-Стрела»), занимавшимся выпуском авиационного вооружения, включая и управляемые ракеты для истребителей. Позднее все работы по управляемой ракете для поражения наземных целей сосредоточили на «Звезде», а «Вымпел» сконцентрировался на тематике по классу «воздух — воздух». Проектирование ракеты, обозначенной Х-23, возглавил Г. И. Хохлов. Будущая ракета, как явствовало уже из её названия, создавалась в тесной связке с самолётом МиГ-23. Под неё соответствующим образом оборудовались уже первые «двадцать третьи», а аппаратуру управления ракетой несли как истребители, так и спарки. На первом экземпляре МиГ-23Б (изделие «23–11/4») станцию наведения предусматривалось разместить на месте радиолокационного прицела, а антенну вынести в носовой конус, где несущему команды управления радиолучу обеспечивались наилучшие условия.
В конструкции Х-23 был заложен простой и достаточно отработанный радиокомандный принцип управления, при котором наведение ракеты на цель и корректировка её траектории осуществлялись самим лётчиком, управляющим полётом ракеты по радиоканалу. Он управлял ею при помощи специальной подвижной кнопки-кнюппеля на ручке управления, перемещение которой вверх-вниз и вправо-влево система управления ракеты отрабатывала движениями рулей. Кодированные управляющие радиокоманды передавались на борт ракеты с помощью аппаратуры «Дельта», формировавшей сфокусированный радиолуч для повышения помехозащищённости.
Конструкция ракеты была полностью подчинена избранному принципу наведения: хвостовой отсек занимали блоки аппаратуры «Дельта-Р» («Р» — «ракетная» часть системы, а установленная на носителе именовалась «Дельта-Н») с антенной, вынесенной назад для лучшего приёма сигналов. Тут же находился трассер, позволявший следить за полётом ракеты с большого расстояния. В средней части изделия размещался твердотопливный двигатель с двумя соплами, выводившими газы по бокам корпуса, а в энергетическом отсеке — аккумуляторная батарея и воздушный баллон, питавший пневматические рулевые машинки. Поражение разнотипных целей обеспечивала 108-кг комбинированная боевая часть, обладавшая кумулятивным и осколочно-фугасным действием. При прямом попадании Х-23 гарантированно уничтожала любую бронетехнику, включая тяжёлые танки с бронёй толщиной до 250 мм, фугасный удар и град из полутора тысяч готовых кубиков-осколков вызывали сплошное поражение слабозащищённых целей в радиусе 40 м.