В 1961 г. ракеты Р-12 впервые прошли в парадном строю по Красной площади. При этом западные военные атташе сразу почувствовали разницу между ними и очень похожими Р-5М, демонстрировавшимися с 1957 г. С началом изготовления Р-12 впервые в истории нашей страны годовой выпуск управляемых баллистических ракет стал составлять уже не десятки, а сотни изделий.

Невиданный объем производства определялся потребностью в массовом развертывании нового комплекса. Несмотря на смелые заявления Н.С. Хрущева, численность межконтинентальных комплексов вплоть до зимы 1961-1962 гг. ограничивалась всего шестью стартами громоздких Р-7. Европейские союзники США по НАТО и Япония оставались заложниками при сдерживании американцев от агрессии. Поэтому на западе СССР было развернуто около полутысячи пусковых установок Р-12 и еще несколько десятков — на востоке. Постановлением от 4 июля 1959 г. определялось создание в 1959-1963 гг. 528 стартов Р-12. Фактически общее число стартов Р-12 к середине 1960-х гг. составило, по различным данным, от 572 до 608 единиц. Этими ракетами было вооружено около 60 полков РВСН.

Помимо днепропетровского предприятия, к серийному производству Р-12 правительственным постановлением от 31 декабря 1957 г. привлекли также заводы №166 в Омске (в дальнейшем — ФГУА «ПО «Полет») и №172 в Перми (позднее — Пермский машиностроительный завод им. В.И. Ленина, ныне — АО «Мотовилихинские заводы»). Постановлением от 18 декабря 1958 г. №1369-665 «Об увеличении выпуска ракет Р-12», предписывалось изготовить в 1959-1965 гг. 3350 Р-12, в том числе: 350 — в 1959 г., по 600 — за два последующих года и далее по 450 в год до конца семилетки.

В результате уже в 1959 г. при плане в 350 ракет собрали 395 Р-12, в том числе 235 в Днепропетровске. Для оплаты сверхплановых изделий потребовалось выделить почти 100 млн. руб. (около 10 млн. руб. в масштабе цен, принятых после реформы 1961 г.), что было оформлено распоряжением Совета Министров №3585рс от 22 декабря 1959 г.

К выпуску ракет постановлением от 19 сентября 1959 г. №1097-470 «Об организации производства изделий Р-12 на заводе №47» подключили также и данное авиационное предприятие в г. Оренбурге (ныне — ФГУП «ПО «Стрела»).

Тем не менее реальный объем производства все-таки оказался в 1,5 раза меньше закрепленного правительственным постановлением 1959 г. Уже в 1961 г. годовой план снизили на 100 единиц, а в 1963 г. — вдвое по сравнению с показателями, заданными на соответствующий период постановлением 1958 г. Это определялось как осознанием того факта, что вряд ли удастся запустить более одной ракеты с каждой пусковой установки, так и тем, что основной задачей в последующие годы стало производство более совершенных изделий. Днепропетровский завод с конца 1950-х гг. постепенно переходил на изготовление Р-14 и Р-16, а в начале следующего десятилетия и омский завод загрузили выпуском межконтинентальных Р-16. В середине 1960-х гг. оренбургский завод приступил к производству МБР УР-100, а пермское предприятие переключилось на изготовление первой отечественной межконтинентальной твердотопливной ракеты РТ-2.

Всего до 1964 г. было выпущено около 2300 Р-12. Из 905 пусков этих ракет 97% прошло успешно.

В нашей стране ядерное оружие сначала поступало на вооружение частей Дальней авиации, где к концу 1950-х гг. уже имелся определенный опыт сопряжения ядерных зарядов и носителей. Поэтому предполагалось, что именно Дальняя авиация получит на вооружение баллистические ракеты. Наметившийся процесс соответствовал провозглашенному Н.С. Хрущевым курсу на замену самолетов ракетами. В соответствии с «Планом развития частей Военно-воздушных сил в 1958—1964 гг.» начали формироваться полки и дивизии, вооруженные ракетами Р-5М. К концу десятилетия предусматривалось оснащение 24 полков ВВС ракетами средней дальности. Ядром размещаемых на западе СССР ракетных частей и соединений стали штабы 50-й и 43-й воздушных армий Дальней авиации, находившиеся, соответственно, в Смоленске и Виннице. В частности, к осени 1959 г. в составе 50-й воздушной армии насчитывалось уже десять полков, перевооружаемых на ракеты.

Стоимость техники ракетной дивизии трехполкового состава, Р-12 составляла около  25 млн. руб. в ценах 1961 г., годовые расходы на эксплуатацию и на содержание личного состава - 5 млн. руб. Авиационная дивизия по технике стоила дороже в 1,6 раза, по эксплуатации — более чем вдвое. Несмотря на то, что по числу носителей авиационная дивизия с 92 Ту-16 многократно превосходила ракетную, располагавшую 24 пусковыми установками, высокая уязвимость самолетов в воздухе и на земле как минимум уравнивала их ударные возможности. Выбор был сделан в пользу ракет.

Но повседневная служба ракетчиков была все-таки далека от наполненных полетами будней авиаторов. В конечном счете, для применения дальнобойных ракет с ядерными головными частями в соответствии с постановлением от 17 декабря 1959 г. №1384-615 учредили должность Главнокомандующего Ракетных войск. Был сформирован новый вид Вооруженных Сил - Ракетные войска стратегического назначения (РВСН).

Для ракетных полков и дивизий требовались опытные офицеры, а генеральная линия партии предусматривала не рост численности, а сокращение рядов Вооруженных Сил. Поэтому не только авиаторам, но и артиллеристам пришлось переучиваться. Первые десять дивизий ракет средней дальности образовывались преобразованием шести исходно ракетных инженерных бригад, трех авиационных и одной артиллерийской дивизии. Винницкая и Смоленская воздушные армии 1 сентября 1960 г. стали ракетными.

Ракетные полки под городами Слоним, Новогрудок, Пинск и Гезгалы, расположенных в 120—210 км к югу и западу от Минска, впервые заступили на боевое дежурство 14 мая 1960 г., полк у литовского г. Плунге, в 60 км к востоку от Клайпеды, — на следующий день.

Развертывание ракет Р-12 на советской территории сделало крайне уязвимыми американские базы вокруг СССР. В результате в первой половине 1960-х гг. американцы сняли с вооружения ракеты средней дальности «Юпитер» и «Тор», а также множество средних стратегических бомбардировщиков В-47 (с 1947 по 1957 г. было построено около 1800 таких самолетов - аналогов советских Ту-16).

Но столь же уязвимыми от первого удара противника были и наши наземные комплексы с ракетами Р-12, что стало очевидно еще на этапе их летных испытаний. Длина и масса этой ракеты Р-12 более чем вдвое превышали показатели проверенного реальной боевой практикой! исходного прототипа — немецкой «Фау-2». Соответственно, утяжелились и стали громоздкими и многочисленными агрегаты наземного оборудования. Однако схема применения комплекса осталась прежней.