Разработка системы с расширенными боевыми возможностями на базе систем «Десна» была начата в соответствии с Постановлением СМ СССР от 4 июня 1963 г. № 621–207.
Постановлением предусматривалось обеспечение возможностей обстрела целей со скоростями до 2000 км/час, снижение минимальной высоты поражения с 3000 до 300 м, расширение курсовых углов зоны поражения целей, летящих со скоростью 1500 км/ч, до 90 град, и до круговой зоны при обстреле дозвуковых целей.
Проведенные в середине шестидесятых годов работы позволили ввести в боекомплект комплексов С-75 «Десна» ракеты типа В-755 различных модификаций, что резко повысило его боевые возможности и позволило продлить эксплуатацию боевой техники. Аппаратура станции наведения ракет и стартовой батареи была доработана для возможности применения ракет В-755У с ускоренным циклом предстартовой подготовки.
Использование в составе стартовой батареи РБ-75 усовершенствованных пусковых установок CM-63-IIA позволило эксплуатировать ракеты типов 13Д (В-750ВН), 20Д (В-755) всех модификаций без ограничений.
Комплекс под обозначением С-75Д с ракетами В-755, В-755У (и их модификациями) был принят на вооружение в 1969 г. Приказом Министра обороны СССР № 0046.
С-75М «Десна»
В середине шестидесятых годов было принято решение о начале экспортных поставок комплексов с аппаратурой 6-сантиметровго диапазона. Комплекс С-75 «Десна» в 1965 г. был доработан для поставок в зарубежные страны. В конце 1960-х гг. в состав комплекса, предназначенного для экспортных поставок, была введена ракета 20Д (В-755).
ЗРК С-75М1 «Волхов»
Разработка системы с расширенными боевыми возможностями на базе систем «Десна» и «Волхов» была начата в соответствии с Постановлением СМ СССР от 4 июня 1963 г. № 621–207. Постановлением предусматривалось увеличение максимальной дальности пусков ракет комплекса С-75М по дозвуковым целям с эффективной поверхностью рассеяния Ил-28 с 40 до 55 км, снижение минимальной высоты поражения с 3000 до 300 м, расширение курсовых углов зоны поражения целей, летящих со скоростью 1500 км/ч, до 90 град, и до круговой зоны при обстреле дозвуковых целей.
В ходе проведения модернизационных работ были созданы станция наведения РСН-75В1, антенный пост П1В. усовершенствованная пусковая установка СМ-90 с электросиловым приводом ЭСП-90. Система электропитания — ЭСД-100 (три 5Е93 и распределительная кабина) обеспечивала электроэнергией в полевых условиях средства радиотехнической и стартовой батарей. Для транспортировки ракет и заряжания пусковых установок использовались ПР-11Б и ПР-11Д.
Комплекс работ по совершенствованию систем С-25 и С-75 в 1965 г. был удостоен Ленинской премии. Лауреатами стали Р.А. Валиев, Л.И. Горшков, К.К. Капустян, В.В. Коляскин, Г.С. Легасов, К.В. Лендзиан, Н И. Оганов, Я.Л. Фридман. Ф.М. Шумилов, И.А. Шушков.
ЗРК С-75М2 «Волхов»
При создании ЗРК С-75М2 была проведена разработка ракеты 5Я23 и выполнены доработки аппаратурной части комплекса для использования ракет 20ДП (и более поздних модификаций: 20ДС, 20ДУ, 20ДСУ) с наведением на пассивном участке траектории, что позволило увеличить максимальную дальность стрельбы по одиночной цели, летящей со скоростью до 500 м/с, в беспомеховой обстановке до 56 км. Усовершенствованный вариант антенного поста получил обозначение П2В.
Ракета 5Я23 (В-759) — одна из последних модификаций ракет для комплексов системы С-75 была спроектирована в ОКБ ММЗ «Авангард». Разработка была начата по Постановлению от 22 сентября 1967 г. Длина ракеты составила 10,91 (10,806) м; масса полностью снаряженной и заправленной ракеты — 2406 кг; масса БЧ 5Ж98 с готовыми осколками в виде усеченной пирамиды — 201 кг (по другим данным — 197 кг); масса взрывчатого вещества — 90 кг, число готовых осколков 29 000. Другая предназначенная для ракеты 5Я23 боевая часть с готовыми шарообразными осколками имела массу 197 кг, в том числе массу взрывчатого вещества — 90 кг. С введением ракет данной модификации была обеспечена зона поражения: по дальности 6 (7)-56 (76) км, по высоте — 0,1 (0,05)-30 км. Максимальная скорость поражаемой цели — 3700 км/ч.
Система зенитного ракетного оружия С-75М2 с ракетой В-759 (5Я23) была принята на вооружение в 1971 г. Приказом МО СССР № 0023.
ЗРК С-75МЗ «Волхов»
Комплекс С-75МЗ представляет собой развитие комплекса С-75М2 с введением в боекомплект ракет 5В29 (В-760В) со специальной боевой частью и соответствующим дооборудованием системы управления и наведения ракеты.
Доработанный вариант антенного поста получил обозначение ПЗВ. Для подавления отметок шумовых помех на индикаторах СНР в состав аппаратуры введен ГШВ (генератор шумов).
Разработка ракеты 5В29 (В- 760В) велась в ОКБ ММЗ «Авангард». На ракете 5В29, как и на ракетах 15Д, использовался измененный и частично дублированный комплект бортового оборудования.
В связи с расширением номенклатуры ракет в модифицированных вариантах комплексов С-75М «Волхов» был разработан усовершенствованный вариант ТЗМ — ПР-11 ДА. обеспечивавший возможность проведения работ с ракетами 13Д, 20Д, 5Я23, 15Д и 5В29.
Система зенитного ракетного оружия С-75МЗ с ракетой 5В29 (В- 760В) была принята на вооружение в 1975 г. Приказом МО СССР № 0067.