Работы по улучшению точности Р-5 передали в расположенное там же ОКБ-586 главного конструктора М.К. Янгеля: коллектив С.П. Королева был перегружен важнейшей межконтинентальной тематикой. Усовершенствованная модификация «пятерки» для начала получила неблагозвучное обозначение - «изделие 8К51 ЗУК» (значительно улучшенной кучности), а затем стало именоваться 8К52. Несколько таких изделий изготовили в Днепропетровске в 1958 г., а часть из них даже испытали пусками на полигоне. Однако к этому времени «пятерка» устарела, и 13 мая 1959 г. работы в этом направлении прекратили для того, чтобы сосредоточить силы ОКБ-586 на новых ракетах Р-14 и Р-16.

Факт успешных испытаний ракеты Р-5М, по-видимому, стал известен и американской разведке. К тому времени в горах Турции, под г. Диярбакыром, были установлены мощные радиолокационные станции, отслеживающие пуски с полигона Капустин Яр. Страны НАТО учли малоприятный для них факт создания в СССР ракет, при передовом размещении способных поразить важнейшие цели в Западной Европе. Во время очередного кризиса на Ближнем Востоке в начале ноября 1956 г. Советское правительство недвусмысленно пригрозило ракетными ударами Англии и Франции, войска которых оккупировали зону Суэцкого канала. Внушение возымело действие. Для сохранения лица западного сообщества американцы сочли за благо активно поддержать советские требования. Агрессоры ретировались из Египта.

Спустя год, на сороковую годовщину Великого Октября, «советская ракетная угроза» обрела зримый облик: по Красной площади провезли несколько габаритно-весовых макетов Р-5М. Телекамеры давали крупным планом многозначные номера на корпусах, убеждавшие в умопомрачительном объеме выпуска этих изделий - сотни тысяч! Однако паника в стане империалистов в дни Суэцкого кризиса была преждевременна. Ни официальное принятие ракеты на вооружение, ни освоение ее серийного производства еще не свидетельствовали о фактической готовности к применению этого оружия. Она была достигнута значительно позже.

Первая пробная сборка ядерной головной части с ракетой Р-5М состоялась только в 1957 г. С того же года Р-5М стали поступать на смену своим предшественницам на вооружение инженерных бригад Резерва Верховного главного командования - так в то время именовались части, вооруженные управляемыми баллистическими ракетами. В состав бригады входили три дивизиона, каждый из которых располагал двумя пусковыми установками для ракет.

Личный состав работал с документацией по 8К51, а редко встречавшееся обозначение Р-5М запоминалось как просто Р-5. Так и вспоминали ее ветераны.

Только 10 мая 1959 г. первой приступила к несению боевого дежурства с Р-5М инженерная бригада в селе Перевальном, расположенном на полпути от Симферополя к Алуште. Полк в г. Гвардейске Калининградской области встал на дежурство 1 октября, а затем за ним последовали полки в г. Славуте Хмельницкой области на Украине, под Шауляем в Литве, а также в поселке Манзовка, расположенном между Владивостоком и Уссурийском.

В начале того же 1959 г. по одному оснащенному парой пусковых установок дивизиону 72-й инженерной бригады были размещены на территории ГДР, в районе Фюрстенберга и Темплина, примерно в 70 км к северу от Берлина. До 12 ракет с атомными зарядами были способны достичь любых целей в Германии и странах Бенилюкса, на всей территории Франции и Англии. Тем самым было частично выполнено постановление партии и правительства от 25 марта 1956 г. о размещении 72-й и 73-й инженерных бригад на территории ГДР и Болгарии соответственно. Этому правительственному решению предшествовали специальные рекогносцировочные работы на территории этих стран и Румынии, выполненные еще в 1952-1953 гг. Впрочем, «загранкомандировка» длилась всего полгода: в июне ракетные подразделения убыли из Германии и присоединились к третьему дивизиону той же бригады, с февраля 1959 г. дислоцировавшемуся в Гвардейске. На смену «пятерке» шла новая, несравненно более совершенная ракета Р-12, позволяющая поражать те же цели с намного более безопасных позиционных районов на территории СССР.

Двигатель РД-103 ракеты Р-5М.

Данные об общей численности развернутых пусковых установок Р-5М несколько противоречивы, но, видимо, она не превышала 40 единиц, из которых одновременно в строю состояло не более 32. В том же 1959 г. на вооружение были приняты ракеты Р-12, группировка которых в начале 1960-х гг. по численности пусковых установок более чем на порядок превысила части с Р-5М.

Тем не менее, даже чисто военное значение Р-5М было исключительно велико. Принятие на вооружение Р-5М коренным образом изменило взгляды на боевое применение ракет.

Как известно, в последний год Второй мировой войны немцами был создан своего рода гигантский конвейер, протянувшийся от штолен завода в Норденхаузене до стартовых позиций, расположенных в нескольких десятках километров от линии фронта. Как правило, ракета стартовала примерно через неделю после вывоза с завода. Нечто подобное предусматривалось и для ракет Р-1 и Р-2. С началом войны или в угрожающий период инженерные дивизионы РВГК должны были перебрасываться из мест постоянной дислокации в глубине Советского Союза на территорию стран Варшавского Договора.

Стартовые позиции трех дивизионов инженерной бригады предполагалось развернуть на глубине 50-80 км от линии боевого соприкосновения на удалении в несколько до нескольких десятков километров друг от друга. Однако массовое внедрение атомного оружия в вооруженных силах США поставило под сомнение возможность успешной переброски ракетчиков с Поволжья или из Новгородской области в Германию или Чехословакию, которая и в мирное время длилась бы неделю-другую.

С другой стороны, дальность пуска Р-5М позволяла поражать важные объекты стран НАТО с территории СССР. С середины 1950-х гг. несколько инженерных бригад разместили в западных районах страны. Для повышения живучести пуск ракет планировалось осуществлять не из пунктов постоянной дислокации, а с полевых стартовых позиций, удаленных от них на несколько десятков километров (расстояние, обеспечивающее безопасность при ядерном взрыве).