Только 10 мая 1959 г. первой приступила к несению боевого дежурства с Р-5М инженерная бригада в селе Перевальном, расположенном на полпути от Симферополя к Алуште. Полк в г. Гвардейске Калининградской области встал на дежурство 1 октября, а затем за ним последовали полки в г. Славуте Хмельницкой области на Украине, под Шауляем в Литве, а также в поселке Манзовка, расположенном между Владивостоком и Уссурийском.
В начале того же 1959 г. по одному оснащенному парой пусковых установок дивизиону 72-й инженерной бригады были размещены на территории ГДР, в районе Фюрстенберга и Темплина, примерно в 70 км к северу от Берлина. До 12 ракет с атомными зарядами были способны достичь любых целей в Германии и странах Бенилюкса, на всей территории Франции и Англии. Тем самым было частично выполнено постановление партии и правительства от 25 марта 1956 г. о размещении 72-й и 73-й инженерных бригад на территории ГДР и Болгарии соответственно. Этому правительственному решению предшествовали специальные рекогносцировочные работы на территории этих стран и Румынии, выполненные еще в 1952-1953 гг. Впрочем, «загранкомандировка» длилась всего полгода: в июне ракетные подразделения убыли из Германии и присоединились к третьему дивизиону той же бригады, с февраля 1959 г. дислоцировавшемуся в Гвардейске. На смену «пятерке» шла новая, несравненно более совершенная ракета Р-12, позволяющая поражать те же цели с намного более безопасных позиционных районов на территории СССР.
Данные об общей численности развернутых пусковых установок Р-5М несколько противоречивы, но, видимо, она не превышала 40 единиц, из которых одновременно в строю состояло не более 32. В том же 1959 г. на вооружение были приняты ракеты Р-12, группировка которых в начале 1960-х гг. по численности пусковых установок более чем на порядок превысила части с Р-5М.
Тем не менее, даже чисто военное значение Р-5М было исключительно велико. Принятие на вооружение Р-5М коренным образом изменило взгляды на боевое применение ракет.
Как известно, в последний год Второй мировой войны немцами был создан своего рода гигантский конвейер, протянувшийся от штолен завода в Норденхаузене до стартовых позиций, расположенных в нескольких десятках километров от линии фронта. Как правило, ракета стартовала примерно через неделю после вывоза с завода. Нечто подобное предусматривалось и для ракет Р-1 и Р-2. С началом войны или в угрожающий период инженерные дивизионы РВГК должны были перебрасываться из мест постоянной дислокации в глубине Советского Союза на территорию стран Варшавского Договора.