ракеты Р-1 были заменены на Р-2. Проектирование ракеты Р-2 советскими и германскими конструкторами было начато в 1946 г. в Нордхаузене. С самого начала было решено реализовать большие резервы мощности ЖРД ракеты А-4. Первые варианты ракеты мало отличались от А-4 и имели неотделяемую головную часть. В 1947 г. головную часть сделали отделяемой на конечном участке траектории, благодаря чему появилась возможность освободиться от защитной оболочка баков, сделав их несущими. Для ракеты Р-2 было принято нижнее расположение приборного отсека и его герметичное исполнение, в состав системы управления введена система боковой радиокоррекции. Двигатель РД-100 заменен на более мощный РД-101.

Первый вариант ракеты имел один несущий бак и упрощенную систему управления. Такие ракеты получили индекс Р-2Э. Летные испытания ракеты Р-2Э проводились в сентябре – октябре 1949 г. на Государственном центральном полигоне, из пяти пусков два были аварийными.

Летные испытания первой серии ракет Р-2 проходили на том же полигоне в октябре-декабре 1950 г. Было запущено 12 ракет, все запуски оказались неудачными: пять пусков из-за отказов системы управления и двигательной установки, негерметичности трубопроводов на активном участке траектории, а у семи ракет наблюдались разрушения головных частей из-за перегрева на участке спуска.

Летные испытания второго этапа ракеты Р-2 – совместные испытания МВ и ГАУ – проводились со 2 по 27 июля 1951 г. Из 13 ракет Р-2 12 достигли района цели.

Для контрольных испытаний на заводе № 88 было изготовлено 16 ракет, причем две из них использовались для обучения личного состава бригад особого назначения. Контрольные испытания проходили с 8 августа по 18 сентября 1952 г. на Государственном центральном полигоне. Из 14 ракет выполнили свою задачу 12. По результатам этих испытаний ракету Р-2 совместно с комплексом наземного оборудования в 1952 г. приняли на вооружение Советской армии с индексом ГАУ 8Ж38.

Наземное оборудование комплекса Р-2 было почти идентично оборудованию комплекса Р-1, лишь добавили оборудование системы боковой радиокоррекции и убрали оборудование для заправки жидкого перманганата. Для транспортировки ракеты Р-2 использовался модифицированный грунтовой лафет 1Н2Э (8У24).

Небольшая партия серийных ракет была изготовлена на заводе № 88, а основное производство Р-2 по приказу министра вооружений Д.Ф. Устинова от 30 ноября 1951 г. было начато на заводе № 586. Первая ракета Р-2 была сдана заводом № 586 в июне 1953 г.

20 августа 1953 г. вышел приказ Миноборонпрома о передаче двух ракет Р-2, изготовленных заводом № 586, Китайской Народной Республике.

Ракетами Р-1 и Р-2 были оснащены инженерные бригады РВГК – 77, 80, 72-я (бывшая 22-я), 73-я (бывшая 23-я), 85-я (бывшая 54-я) и 90-я (бывшая 54-я). 77-я и 80-я бригады в 1953 г. были размещены на территории Прикарпатского военного округа (Белокоровичи Житомирской области); 72-я бригада – в городе Медведь (Ленинградский военный округ), а 90-я – в Киевском военном округе.

Первоначально ракета Р-2 имела только фугасную боевую часть с обычным ВВ. Таким образом, эффективность ее применения ненамного превышала по своему действию однотонную авиационную бомбу. Поэтому в начале 1950-х гг. для Р-2 было спроектировано два варианта боевых частей с боевыми радиоактивными веществами.

Боевая часть «Герань» была снаряжена радиоактивной жидкостью. При высотном подрыве эта жидкость распылялась, оседая в виде радиоактивного дождя.

Боевая часть «Генератор» отличалась от «Герани» тем, что та же радиоактивная смесь размещалась в головной части ракеты не в общей емкости, а в большом количестве малых сосудов, каждый из которых разрывался над землей самостоятельно, то есть нечто типа кассетного боеприпаса.

В 1953 г. на полигоне Капустин Яр провели два пуска Р-2 с боевыми частями «Герань». Причем стартовые команды не были поставлены в известность, чем снаряжены боевые части.

В ходе подготовки к старту ракеты с «Геранью» из головной части стоящей на стартовом столе ракеты по корпусу потекла струйка мутной жидкости. Вся стартовая команда бросилась бежать. Лишь руководитель старта Воскресенский не спеша поднялся на установку на высоту хвостового отсека, артистично вытянул руку, пальцем размазал стекавшую по корпусу жидкость, а затем облизнул «радиоактивный» палец. Боевая часть оказалась инертной.

1 декабря 1954 г. с полигона Капустин Яр стартовала ракета Р-2 с боевой частью «Генератор-2». Ракета пролетела 530 км и упала с недолетом 7,6 км, боковое отклонение составило 2 км. 6 декабря 1954 г. у запущенной с полигона ракеты Р-2 боевая часть взорвалась на высоте 1600 м вместо положенных 600 м.

23 декабря 1954 г. пуск Р-2 «Генератор-2» прошел успешно, а через два дня произошел аварийный пуск. Результаты его засекречены. Всего по 31 января 1955 г. было запущено 8 ракет Р-2 с боевой частью «Генератор-2».

Следующей баллистической ракетой, испытанной в Капустином Яре (4-м ГЦП), стала Р-5. Эскизный проект ракеты Р-5 был закончен в октябре 1951 г.

Ракета одноступенчатая. ЖРД РД-103 однокамерный. Топливо: окислитель – жидкий кислород, горючее – этиловый спирт. Управление ракетой производилось с помощью газоструйных и аэродинамических рулей.

Вес головной части с обычным ВВ по проекту – 1425 кг, дальность стрельбы – 1200 км с вероятным отклонением от цели по дальности ±1,5 км и боковым ±1,25 км. Кроме того, предлагались дополнительные (боковые) головные части. Две из них можно было использовать при стрельбе на дальность от 560 до 810 км, четыре общим весом 3830 кг – при стрельбе на дальность до 560 км. Система управления инерциальная с боковой радиокоррекцией.

Первый этап летных испытаний ракеты Р-5 прошел в марте – мае 1953 г. на полигоне Капустин Яр. Всего было произведено 8 пусков ракет: два пуска 15 и 18 марта 1953 г. на дальность 270 км, пять на максимальную дальность 1200 км и один – на 550 км. Первый успешный пуск на максимальную дальность провели 19 апреля 1953 г.

Пуски на дальность 270 км были удачными. При двух пусках ракет на максимальную дальность 1200 км обнаружились недоработки. Нормальный полет ракеты продолжался до 64,5 секунды до наибольшей степени статической неустойчивости, после чего полет ракеты прекращался из-за потери управляемости. При последнем пуске на 550 км условия испытаний для проверки устойчивости полета были более жесткими, так как ракету оснастили четырьмя подвесными головными частями, которые увеличивали величину дестабилизирующего аэродинамического момента. Пуск прошел нормально.

Второй этап летных испытаний ракеты Р-5 проходил в октябре – декабре 1953 г. Было проведено семь пусков ракеты на дальность 1185 км. Один из пусков был неудачным из-за повреждения в бортовой кабельной сети, что привело к выдаче преждевременной команды на выключение двигателя и, следовательно, недолет ракеты.

По двум этапам испытаний не удалось полностью решить все задачи экспериментальной отработки ракеты: не до конца была проверена надежность ракеты, ее систем агрегатов, не полностью оценена ее эксплуатация с подвесными головными частями и не был проверен весь комплекс наземного оборудования.

Третий этап летных испытаний ракеты Р-5 проходил с августа 1954 г. по февраль 1955 г. Всего было произведено 19 пусков: 5 пристрелочных, 10 зачетных, к которым еще добавили 4 пристрелочных из-за неудач с отработкой радиоуправления дальностью.