Ракета оснащалась автономной системой управления, исполнительными органами которой являлись газоструйные рули. С целью улучшения стабилизации ракеты в полете впервые в отечественном ракетостроении бак окислителя разделялся на две части. Дополнительно ракета снабжалась четырьмя аэродинамическими неподвижными стабилизаторами. В состав СУ входили приборы нормальной и боковой стабилизации центра масс, система регулирования кажущейся скорости, автомат управления дальностью с дублированием коммутационных каналов. СУ обеспечивала КВО точек падения головной части 2,3 км при полете на максимальную дальность в 2000 км.
Ракета Р-12 запускалась с наземного пускового устройства, куда она устанавливалась в незаправленном состоянии при подготовке к старту. После проведения заправочных операций и прицеливания ракета была готова к пуску. Общее время подготовки к пуску достигало трех часов и в значительной степени зависело от уровня обученности боевых расчетов. Кроме того, наземный комплекс имел низкую живучесть. Поэтому конструкторам КБ Янгеля была поставлена задача создать БРК с базированием ракет Р-12 в шахтах специальной конструкции.
30 декабря 1961 года состоялся первый пуск модернизированной ракеты, получившей обозначение Р-12У. Испытания проводились до октября 1963 года на полигоне Капустин Яр, где были построены специальные шахтные пусковые установки, а 5 января 1964 года БРК с ракетой Р-12У был принят на вооружение. Стартовая позиция ракет Р-12У состояла из четырех ШПУ и командного пункта.
Еще не завершилась программа летных испытаний ракеты Р-12, но уже стало ясно, что достичь большой дальности полета этой ракете не удастся. Для того чтобы перекрыть весь диапазон средней дальности в пределах континентальных театров военных действий, нужна была новая ракета. 2 июля 1958 года ОКБ Янгеля получило правительственное задание на проектирование ракеты с дальностью полета 3600 км и более высокими эксплуатационными характеристиками, чем у Р-12.
Конструкторский коллектив, накопивший к этому времени достаточный опыт, за два года смог с успехом решить поставленную задачу. 6 июля 1960 года состоялся первый испытательный пуск новой ракеты, получившей обозначение Р-14. Хотя он был признан успешным, на самом деле не все было гладко. Первая серия испытательных пусков показала, что новая ракета состоялась, однако, было отмечено явление кавитации. С этой проблемой конструкторы довольно быстро справились. Летные испытания проводились на полигоне Капустин Яр до 15 февраля 1961 года и после их успешного завершения 24 апреля того же года БРК с ракетой Р-14 был принят на вооружение РВСН.