Для ускорения процесса отработки привлекли и летающую лабораторию на базе массового реактивного лайнера Ту-104 № 42498, получившую обозначение ЛЛ-104/23. Ее первый полет состоялся 1 ноября 1968 г. В ходе испытаний на летающих лабораториях была подтверждена дальность захвата ГСН цели типа Ту-16 26–30 км.
Новизна многих технических решений по радиолокатору «Сапфир-23» привела к многократным сдвигам установленных сроков завершения работ. Не помогло и отстранение от должности ряда ответственных лиц: директора НИИ-339 М. Комиссарова в 1967 г., его преемника Я. Павлова. В 1969 г. аналогичная судьба постигла и главного конструктора РЛС Г.М. Кунявского, многие годы являвшегося главным идеологом разработки принципиально новых РЛС, который, в конечном счете, был вынужден перейти в НИИ-2 Минавиапрома (ныне ГосНИИАС). Позднее НИИ-339, получивший к середине 1960-х гг. новое название НИИ аппаратостроения (позднее НИИ радиостроения- НИИР), объединили с НИИ приборостроения (НИИП), образовав НПО «Фазотрон». Во главе объединения поставили руководителя НИИП Ю.Н. Фигуровского. Работы по «Сапфиру-23» возглавил «варяг» из НИИП В.К. Гришин.
Все это не могло не сказаться на сроках отработки ракет. Однако, несмотря на радикальный переход на новую общую компоновочную схему К-23, к середине 1960-х гг. процесс ее создания опережал ход разработки самолета. Уже в 1966 г. были изготовлены габаритно-весовые макеты ракет с «радийной» и тепловой ГСН.
В следующем году наряду с макетами изготовили пусковые («изделие 362»), программные («изделие 363») и телеметрические («изделие 365») ракеты в тепловом варианте. Для начала четыре «изделия 362» запустили с наземной нештатной пусковой установки.
Летная автономная отработка ракет началась на специально переоборудованном еще в начале 1967 г. МиГ-21 ПФ № 1203 (он же Е-7 с К-23), специально оснащенном нештатными пусковыми установками для К-23. Поставка ракет задерживалась, и простаивавший самолет использовали для обеспечения летных испытаний противотанковой ракеты «Лотос». Тем не менее до конца года успели совершить 17 полетов с К-23, выполнив восемь автономных пусков «изделий 362» и «363». В следующем году самолет еще 43 раза поднимался в воздух и осуществил 14 пусков программных и телеметрических ракет.
В начале 1968 г. был переделан и МиГ-21 С № 102 (он же Е-7 с К-23Т), на который установили контейнер с аппаратурой, обеспечивающей применение полноценных К-23 с тепловой ГСН. Поставка первых ГСН для комплектации ракет была осуществлена «Геофизикой» еще в 1967 г До конца года выполнили 14 полетов с ракетами и произвели один пуск управляемой К-23Т, начав тем самым первый этап государственных испытаний. При этом осенью радиолокатор МиГ-21 С доработали, обеспечив его применение при пуске ракет К-23Т с нулевым углом упреждения. В общей сложности с двух носителей за 1968 г. выполнили 33 пуска ракет, включая 20 программных и 13 телеметрических. В том же году состоялись испытательные полеты первого прототипа МиГ-23 с четырьмя макетными ракетами, призванные определить характеристики самолета с полным комплектом ракетного вооружения.
Начиная с 1969 г. приступили к пускам управляемых ракет по воздушным мишеням. Второй и четвертый прототипы МиГ-23 выполнили соответственно по 12 и четыре автономных пуска, а прототип № 3 — пуск телеметрической ракеты по Ил-28. С МиГ-21С № 102 велись пуски по МиГ-17, Ил-28 и парашютным мишеням М-6. Всего в 1969 г. выполнили 19 пусков К-23Т. На МиГ-21С № 102 прошли испытания штатные пусковые установки АПУ-23-11 и катапультная АКУ-23-11, предназначенная для подфюзеляжной подвески ракет и не получившая дальнейшего развития. В итоге МиГ-23 «потянул» только пару К-23.
Этап заводских испытаний К-23Т завершился в 1970 г, в течение которого было выполнено 18 пусков баллистических и телеметрических ракет с МИГ-21С № 102, МиГ-23 № 236, 239, 402, 404 и сбито два Ла-17ММ. Отработка теплового варианта продолжалась еще более двух лет
В начале 1972 г. завершился первый этап государственных испытаний, а в июне-октябре выполнили и программу второго этапа. Всего за 1972 г провели 29 пусков. Акт по результатам совместных государственных испытаний К-23Т был утвержден 11 апреля 1973 г. В них участвовали МиГ-23 № 1801, 902, 602 и МиГ-23М № 1201 и 1203. В качестве мишеней использовались беспилотные МиГ-17, МиГ-19, ЯК-25РВ, Ил-28, а также парашютные мишени и РМ-8М. В ходе испытаний от ранее применявшихся «сплошных» АПУ-23-11 перешли к более легким АПУ-23М с пусковой направляющей на двух опорах.
Однако если работы по «тепловой» ракете мало зависели от бортовой электроники самолета, то отработку «радийной» ракеты можно было провести в должном объеме только после доведения радиолокатора «Сапфир-23» до работоспособного состояния, хотя первые автономные пуски К-23Р выполнили еще в 1969 г., а первые стрельбы по мишени состоялись в 1970 г с самолетов МиГ-23 № 236 и 239.
В ходе пусков с МиГ-23 выявилось уже упомянутое «достартовое ослепление» ГСН ракеты, не проявившееся в полной мере в полетах летающих лабораторий на базе туполевских лайнеров с более отдаленным расположением самолетного радиолокатора относительно головок самонаведения, размещенных в специальных подкрыльевых контейнерах. Явная неработоспособность ГСН в этих условиях рассматривалась комиссией во главе с министром радиоэлектронной промышленности П.Е. Плешаковым. Ситуация грозила снятием с должности главного конструктора радиолокационной ГСН Е.И. Геништы.
