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.