1955 — принятие на вооружение ЗРС С-25. Утвержден членом Специального комитета Совета министров СССР по вопросам оснащения Советской армии и флота ракетно-космической и другой военной техникой.
1956 — присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали «Серп и Молот» за выдающиеся заслуги в создании образцов новой техники. Присуждена ученая степень доктора технических наук по совокупности научных работ. Назначен главным конструктором перевозимой системы зенитного управляемого реактивного оружия для борьбы с низколетящими целями С-125. Предложил обобщить опыт разработки и испытаний систем «Беркут» и «Комета».
1958 — присуждена Ленинская премия за создание ЗРС С-75. Избран членом-корреспондентом Академии наук СССР. Утвержден членом Всероссийского совета народного хозяйства. Назначен главным конструктором ЗРС С-200.
1960 — системой С-75 сбит американский высотный самолет-разведчик «Lockheed U-2». Выступил с докладом на совещании в Правительстве СССР о неотложных мерах по обеспечению комплексов ПВО автоматизированной системой целеуказания (тема «Электрон»). Предложил организовать СКБ № 38 для отработки антенных систем ЦРН Б-200 (в 1966 году на базе СКБ № 38 было организовано Конструкторское бюро радиотехнических приборов, в 1981 году переименованное в НИИрадиофизики им. академика А. А. Расплетина, а в 1993 году — в ОАО «Радиофизика»). Создание системы управляемого оружия К-20, впервые сконструированной на печатных платах.
1960–1961 — участвует в работах по созданию космической системы для поражения потенциально опасных ИСЗ противника, пролетающих над территорией СССР (тема «ИС»), и системы обнаружения надводных кораблей (тема «УС»).
1961 — создание Вычислительного центра КБ-1 на базе ЭВМ «Стрела».
1961–1963 — участвует в разработке стратегий (концепций) развития системы предупреждения о ракетном нападении и противоракетной обороны страны. Разработка аванпроекта системы по защите отдельных объектов от перспективных аэродинамических целей и одиночных баллистических ракет среднего радиуса действия (система С-225).
1963 — утвержден членом научно-технического совета Комиссии Президиума Совета министров СССР по военно-промышленным вопросам. Участвует в испытаниях космического аппарата-перехватчика в условиях орбитального полета космического корабля «Полет-1».
1964 — избран действительным членом Академии наук СССР. Знакомится с одним из основателей отечественной микроэлектроники академиком (с 1984 года) К. А. Валиевым.
1965 — обсуждение с А. М. Прохоровым и М. Д. Миллионщиковым вопросов реализуемости мощной лазерной установки на стекле с неодимом для поражения низколетящих целей. Начало работ по автоматизации конструкторского проектирования.