Создание нового варианта комплекса было начато в 1957 г., когда по результатам проработок определилась возможность и целесообразность модернизации СНР С-75 для обеспечения характеристик, сопоставимых с характеристиками радиолокационных средств разрабатывавшейся в то время перспективной системы С-175. Работы по системе С-175, как более дорогой и сложной в производстве, было предложено прекратить, а основные усилия КБ-1 сосредоточить на большой новой работе — дальней системе с более высокими характеристиками — будущей С-200. Для обеспечения необходимой разгрузки КБ-1 А.А. Расплетин предложил провести модернизацию СНР комплекса С-75 при размещении ее в КУНГах на автомобильных прицепах силами возглавляемого Л.И. Горшковым ОКБ серийного завода № 304.

Наряду с возможностью совершенствования станции наведения ракет и других наземных средств комплекса наметились также перспективы применения в модернизируемой С-75 усовершенствованных ракет с расширенными боевыми возможностями и улучшенными эксплуатационными свойствами при сохранении массогабаритных показателей, близких к В-750.

Модернизация комплекса С-75 — создание ЗРК С-75М была задана Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 4 июня 1958 г. № 608–293 и последующим Постановлением СМ от 16 сентября 1959 г. № 1048- 499. В качестве основных направлений совершенствования комплекса и ракет предусматривались расширение зоны поражения, повышение помехозащищенности и точности наведения. Оговаривалось создание комплекса управляемого зенитного ракетного оружия с ракетами двух типов. Предписывалось представить на совместные испытания в III квартале 1959 г. ракету В-755 (20Д), оснащенную твердотопливным стартовым ускорителем и ЖРД на маршевой ступени, а во II квартале 1960 г. — твердотопливную двухступенчатую ракету В-757 (17Д). Доработка станции наведения РСН-75 для обеспечения возможности использования новых ракет была возложена на СКБ-304. Новый вариант станции наведения ракет получил обозначение РСН- 75МВ.

Главным конструктором новой системы был назначен А.А. Расплетин, главным конструктором СНР — Л.И. Горшков. Работы по ракетам поручались ОКБ-2 главного конструктора П.Д. Грушина.

Для повышения помехозащищенности станции наведения ракет и увеличения дальности обнаружения целей без увеличения мощности передатчика в ОКБ-304 было предложено использовать две дополнительные тарельчатые антенны зондирующего цель «узкого луча». Одновременно предлагались и другие решения по совершенствованию аппаратуры СНР, созданию помехоустойчивой радиокомандной системы управления.

Создание ракеты В-755 задумывалось как основательная модернизация В-750ВН с заменой практически всех основных систем и агрегатов. Предусматривалось применение помехоустойчивого радиовзрывателя, приспособленных к новой станции наведения ракет блоков бортовой аппаратуры радиоуправления и радиовизирования, нового автопилота, усовершенствованного двухкомпонентного ЖРД с регулируемой тягой и более мощного стартового ускорителя. Последнее определило необходимость проектирования также и новой пусковой установки, способной выдержать более мощное воздействие струи продуктов сгорания нового ускорителя.

Разработка В-757 по существу являлась созданием принципиально нового изделия и ставила своей целью исключение из ракеты довольно опасного, как показал первый опыт эксплуатации, жидкого топлива. Уровень развития твердотопливной техники, освоенной отечественной промышленностью к концу пятидесятых годов, практически исключал возможность создания ракеты с требуемыми характеристиками на базе традиционных конструктивно-схемных решений. Поэтому ОКБ-2 приняло схему с использованием на маршевой ступени ракеты В-757 прямоточного двигателя на твердом топливе. Как показал ход последующих работ по этой ракете, а также по создававшимся в эти же годы зенитным ракетам для комплексов Сухопутных войск 'Круг' и 'Куб', получение работоспособного прямоточного двигателя являлось сложнейшей задачей, требующей многолетней доводки ракеты в процессе летных испытаний. В результате, работы по В-757 безнадежно отстали от процесса создания ракеты В-755 и, в итоге, В-757 превратилась в экспериментальную ракету, уступив с начала следующего десятилетия место принципиально другой конструкции — ракете В-758, также не доведенной до принятия на вооружения. Эти изделия будут рассмотрены ниже, среди других незавершенных или нереализованных вариантов, связанных с системой С- 75.

Однако и разработка комплекса с ракетой В-755, создававшейся на базе уже отработанных технических решений, проходила далеко не гладко.

К плановому сроку передачи средств комплекса на совместные испытания, в III квартале 1959 г., еще не было закончено изготовление ни одной кабины ПВ, в стадии изготовления находились станция наведения ракет и ее элементы. Для бортовой аппаратуры ракеты не были отработаны новые электровакуумные изделия. Не были своевременно начаты автономные испытания ракеты В-755. Вместо 20 запланированных в ОКБ-2 было изготовлено всего 12 ракет В-755, на заводе № 41 — 5 ЗУР вместо 40. Не было устранено отставание по аппаратуре радиоуправления ракеты В-755 и автопилоту АП-755 (завод N9393). Решением ВПК от 20 октября 1959 г. № 108 устанавливались сроки поставки на полигон кабины «ПВ» (к 20 октября) и СНР в полном составе (к 30 октября). Были назначены новые сроки окончания работ по новой пусковой установке СМ-90 (ЦКБ- 34) и новой боевой части ракеты ДВР-755 (завод № 804).

В какой-то мере задержки с разработкой С-75М определялись передачей работ по совершенствованию средств системы С-75 от головного разработчика КБ-1 в ОКБ-304, созданному на серийном заводе № 304, выпускавшем станции наведения ракет.

Фактически только в декабре 1959 г. на полигон были поставлены опытные образцы станции наведения ракет. Заводские испытания продолжались до середины 1960 г., но и к этому времени не удалось завершить заводские испытания опытного образца магнетрона «Бисер-М» (разработчик НИИ-160) для передатчика кабины ПВ. Было изготовлено 38 ЗУР В- 755 вместо запланированных 75 ракет. На полигон поставили только две транспортно-заряжающие машины ПР-11Б.

Летные испытания ракеты 20Д проводились на полигоне «С» в Капустином Яре и были продолжены в Казахстане на полигоне «А» под Сары- Шаганом. По результатам испытаний ракеты В-755 в составе системы С-75М был отмечен ряд недостатков. Выявилась низкая надежность радиовзрыватели 5Е11 «Овод» (НИИ-504 ГКОТ) и боевой части В-88М. Отмечалось, что в результате применения некачественного пороха в составе шашек заряда (разработчик — НИИ-125) стартового двигателя при его запуске часть заряда выбивалась из него и на газоотражателе пусковой установки образовывались выбоины. Не удалось обеспечить достаточно полную выработку топлива ЖРД маршевой ступени. При испытаниях возникали проблемы с обмерзанием трубки приемника воздушного давления, отмечалась нестабильность работы автопилота. Разработчики гарантировали для ракеты В-755 допустимый срок хранения на пусковой установке всего один год, хотя для ракеты В-750 ранее был установлен срок 1,5 года.

21 октября 1960 г. было принято Решение ВПК № 153 о переходе для комплексов системы С-75 с