21 октября 1960 г. было принято Решение ВПК № 153 о переходе для комплексов системы С-75 с окислителя АК-20Ф на АК-20К и о соответствующей доработке заправщика ЗАК-21 и части других заправочных средств.
В конце 1960 г. сохранялось отставание в отработке боевой части В-88М, автопилота АП-755, аппаратуры радиоуправления ФР-15М. Ход работ сдерживался и несвоевременной поставкой ракет — для завершения совместных испытаний комплекса С-75М не было поставлено в срок 18 ракет В-755.
Зимой 1961 г. ВПК было принято решение о проведении в апреле сверх ранее намеченной программы контрольных испытаний станции наведения и ракет при стрельбе по 4–5 самолетам МиГ-17. Требовалось завершить работы по системе забора топлива, увеличению дальности на малых высотах. Было решено выделить два комплекта аппаратуры ФР-15 для проведения работ с самолетом Ту-16, оснащенным блоками постановки помех «Резеда-Б».
Несмотря на встретившиеся трудности, совместные испытания успешно завершились.
Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 20 апреля 1961 г. № 356–130 и Приказом МО СССР № 0054 комплекс С-75М с ракетой В-755 был принят на вооружение Войск ПВО страны, а в 1962 г. поступил также и в части ПВО Сухопутных войск. Комплекс обеспечивал поражение целей, летящих со скоростью до 2300 км/час в диапазоне высот от 3 до 30 км на дальности от 12 до 40 км. Дальность стрельбы по дрейфующим аэростатам была доведена до 43 км.
При комплектации комплекса С-75М в состав радиотехнической батареи входили кабины ПВ. УВ и АВ, заменившие кабины П. У и В комплекса С-75 соответственно.
Предназначенная для комплекса С-75М кабина ПВ комплектовалась приемным устройством П-40В (разработчик — ОКБ-304, изготовитель — завод N"304), передающим устройством П-20В с магнетроном «Бисер», антеннами П-11В, П-12В, П-130, П-14В. Для перевозки демонтированных антенн при смене позиции использовались придаваемые комплексу автомобильные прицепы с переоборудованными грузовыми платформами, обеспечивавшими равномерную нагрузку на оси и закрепление антенн при транспортировке. Из имевшихся трех прицепов один транспортировал антенны «узкого луча» и радиолокатора передачи команд, а два остальных — антенны «широкого луча» Демонтаж антенн осуществлялся с помощью 6-тонного подъемного крана. Кабина ПВ, поставленная на колесные хода, и прицепы с антеннами при смене позиции буксировались автомобилями автотранспортной службы бригады (полка).
Аппаратура кабин УВ и АВ монтировалась в КУНГах на шасси автомобильных прицепов. Новый состав аппаратуры станции наведения ракет РСН-75В позволял вести обстрел целей в условиях применения противником пассивных и активных помех.
Разработка ракеты В-755 (20Д) велась филиалом ОКБ-2 (МКБ «Факел») на заводе № 41 под руководством Главного конструктора В. В Коляскина на базе конструкции ракеты 13Д (В750ВН).
На ракете В-755 по сравнению с ракетой В-750ВН были применены новые аппаратура радиоуправления и радиовизирования ФР-15М, автопилот АП-755, радиовзрыватель 5Е11 "Овод'', боевая часть В-88М, жидкостный ракетный двигатель и стартовый ускоритель.
Повышение надежности ракеты достигалось также и использованием ампулизированных топливных баков. Трубопровод для подачи окислителя из бака к турбонасосу был перенесен на левый борт ракеты. Турбонасосный агрегат системы подачи компонентов топлива работал на основных компонентах АК-20К и ТГ-02. Применявшийся на ракетах семейства В-750 маленький топливный бак для однокомпонентного топлива ОТ-155 использовался для размещения части горючего. Он был оставлен из соображений сохранения центровки маршевой ступени ракеты и исключения «лишних» конструкторских работ. Регулирование тяги двигателя позволило уменьшить расход на маршевом участке полета и за счет этого увеличить дальность. Максимальная тяга двухрежимного двигателя С2.720 составляла 3500 кг, минимальная — 2075 кг. Масса двигателя составила 47,5 кг, длина — 945 мм, диаметр — 476 мм. Двигатель выпускался заводом № 466.
Ракеты типа 20Д и ее ранние модификации оснащались боевой частью с «готовыми» шарообразными осколками, масса БЧ 5Б88 — 196 кг.
Непосредственная работа с ракетами производилась с использованием наземных средств ракетной батареи РБ-75В (РБ-75В1).
Однобапочная пусковая установка СМ-90 с переменным углом старта ракеты была создана в ЦКБ-34 под руководством главного конструктора Б.С. Коробова. Пусковая установка оснащена синхронно-следящим приводом ЭСП-90. При старте ракеты используется газоотражатель, прижимающийся к грунту газовой струей стартового двигателя Пусковые установки, поставленные на отделяемые колесные хода, при смене позиции буксировались автомобилями КрАЗ-214 по шоссе со скоростью до 40 км/ч, а по грунтовым дорогам — до 10 км/ч. Автомобили-тягачи КрАЗ-214 при смене дивизионом позиции прибывали из автотранспортной службы бригады (полка). Время перевода пусковой установки из походного положения в боевое — 2 часа 20 минут. При развертывании на стартовой позиции после разведения боковых балок-опор ПУ устанавливалась на грунте, отделялись передний и задний подкатные хода, производилось горизонтирование с помощью винтовых домкратов (допустимый уклон площадки — 1,5 град., меньше, чем для СМ-63) и взаимное ориентирование с антенным постом, устанавливались подъездные мостики для ТЗМ. Вокруг пусковой установки оборудовалась предохраняющая от осколков обваловка, устанавливалась маскировка.
