Первый пуск ракеты с управлением от ГСН в замкнутом контуре наведения провели 16 июня 1962 г. В июле и августе состоялись три успешных пуска в режиме самонаведения ракеты на реальную цель. В двух из них в качестве мишени использовался комплексный имитатор цели КИЦ, при этом в одном из пусков было достигнуто прямое попадание. В третьем пуске в качестве самолета-мишени использовался Як-25РВ. В августе пуском двух ракет были завершены автономные испытания средств стартовой позиции. Далее на протяжении осени было проверено функционирование ГСН по контрольным целям - МиГ-19М, парашютной мишени М-7 и по высотной цели - Як-25РВМ. Позднее, в декабре, автономным пуском ракеты была подтверждена совместимость оборудования стартовой позиции и РПЦ. Но, попреж- нему, основной причиной низкого темпа испытаний системы были задержки в производстве ГСН из-за ее недоведенности, проявившейся прежде всего в недостаточной виброустойчивости высокочастотного гетеродина. В 31 пуске, проведенном с июля 1961г. по октябрь 1962 г., ГСН было укомплектовано только 14 ракет.
В этих условиях А.А. Расплетин принял решение по организации работ по двум направлениям. Предусматривалась, с одной стороны, доработка существующей головки самонаведения, а с другой - создание новой ГСН, более пригодной для крупносерийного производства. Но и доработка существующей ГСН 5Г22 из комплекса «лечебных» мероприятий трансформировалась в основательное переформирование структурной схемы ГСН с внедрением вновь спроектированного виброустойчивого генератора, работающего на промежуточной частоте. Другая, принципиально новая головка самонаведения 5Г23 стала собираться уже не из «россыпи» множества отдельных радиоэлектронных элементов, а из четырех предварительно отлаженных на стендах блоков. В этой напряженной обстановке Высоцкий, с самого начала возглавлявший работы по ГСН, в июле 1963 г. ушел из КВ-1.
В связи с задержками с поставкой ГСН было проведено более полутора десятков пусков нештатных ракет В-860 с радиокомандной системой управления. Для передачи команд управления использовалась наземная станция наведения ракет РСН-75М комплекса С-75. Эти испытания позволили определить показатели управляемости ракеты, уровни перегрузок, но возможности наземной аппаратуры управления ограничивали дальность управляемого полета.
В условиях основательного отставания работ от первоначально заданных сроков в 1962 г. подготовили дополнительное технико-экономическое обоснование разработки С-200. Эффективность полка С-75 трехдивизионного состава приближалась к соответствующему показателю группы дивизионов системы С-200, при этом территория, прикрываемая новой системой, многократно превышала зону, контролируемую полком С-75.
В 1962 г. началась наземная отработка стартовых двигателей 5С25 на смесевом топливе. Но, как показал дальнейший ход событий, использованное в них топливо не обладало стабильностью при низких температурах. Поэтому люберецкому НИ И-125 под руководством Б.П.Жукова было поручено разработать новый заряд из баллиститного топлива РАМ-10К для эксплуатации ракеты при температурах от -40 до +50°С. Созданный в результате этих работ двигатель 5С28 в 1966 г. был передан в серийное производство. К началу осени 1962 г. на полигоне уже находились два РПЦ и две кабины К-3, три ПУ и кабина К-9 командного пункта, РЛС обнаружения П-14 «Лена», что позволяло перейти к отработке взаимодействия этих элементов системы в составе группы дивизионов. Но к осени еще не были завершены программы автономных испытаний ЗУР и заводских испытаний РПЦ. В дальнейшем на полигон были доставлены средства еще одного огневого канала, на этот раз со всеми шестью пусковыми установками и кабиной К-9. Для целеуказания использовали РЛС П-14 и новый мощный радиолокационный комплекс П-80 «Алтай». Это позволило перейти к испытаниям С-200 с приемом информации от штатных средств радиолокационной разведки, выработкой целеуказаний кабиной К-9 и стрельбой по одной цели несколькими ракетами. Но и к лету 1963 г. все еще не были завершены пуски в замкнутом контуре управления. Задержки определялись отказами ГСН ракеты, проблемами с новым двухканальным взрывателем, а также выявившимися конструктивными недоработками в части разделения ступеней. В ряде случаев ускорители и седьмой отсек не отделялись от маршевой ступени ракеты, а иногда ракета разрушалась при разделении ступеней или же в первые секунды после его завершения - автопилот и органы управления не справлялись с полученными угловыми возмущениями, бортовая аппаратура «выбивалась» мощным виброударным воздействием. В порядке «лечения» ранее принятой схемы в ходе летной отработки был внедрен специальный механизм, обеспечивающий одновременное отделение диаметрально противоположных стартовых ускорителей. Конструкторы ОКБ-2 отказались от больших шестиугольных стабилизаторов, закрепленных по «X»- образной схеме на седьмом отсеке. Вместо них на стартовых двигателях установили по «+»-образной схеме стабилизаторы значительно меньших размеров.
Для отработки отделения стартовых ускорителей в 1963 г. провели несколько автономных пусков ракет, вместо штатной жидкостной двигательной установки укомплектованных - твердотопливным двигателем ПРД-25 от ракеты К-8М. В ходе испытаний дорабатывалась до работоспособного состояния и ГСН ракеты. С июня 1963 г. ЗУР комплектовались двухканальным радиовзрывателем 5Е24, а с сентября - усовершенствованной головкой самонаведения КСН-Д. В ноябре 1963 г. был, наконец, выбран вариант боевой части. Первоначально испытания производились с боевой частью, спроектированной в ГСКБ-47 под руководством К.И.Козорезова, но позднее выявились преимущества конструкции, предложенной коллективом конструкторов НИИ-6 во главе с Седуковым. Хотя обе организации наряду с традиционными конструкциями вели проработки и по поворотным боевым частям с направленным конусным полем разлета осколков, к дальнейшему применению была принята обычная шаровая осколочно- фугасная боевая часть с готовыми поражающими элементами.