Опытный образец станции наведения ракет СНР-125 для проведения наладочных работ и определения диаграммы направленности антенн весной 1958 г. был развернут на площадке КБ-1 в подмосковном ЛИИ. Летом экспериментальный образец системы в составе станции наведения ракет (кабины УН К и антенного поста УН В), двухбалочных пусковых установок СМ-78 и средств энергообеспечения для проведения испытаний с ракетами В-625 вывезли на полигон Капустин Яр.
Подготовка объекта № 62 полигона к проведению испытаний системы С-125 производилась сотрудниками специально созданного нового отдела научно-исследовательской части полигона, руководимого полковником Р.Д. Лепковым. Они же должны были в дальнейшем обеспечить проведение испытаний комплекса С-125.
Для предстартовой подготовки, наведения ракеты В-625 в направлении стрельбы и обеспечения пуска в ЦКБ-34 под руководством Б.Г. Бочкова была сконструирована двухбалочная пусковая установка СМ-78. В процессе ее разработки был проведен ряд исследований по воздействию газовой струи стартового двигателя на плоские преграды и на людей, а также испытания экспериментальных щелевых отражателей.
На этапе летных испытаний ракеты В-625 в 1958 г. конструкторского бюро завода № 82 возглавил Александр Васильевич Потопалов, которому к тому времени исполнилось 43 года. Свою работу в авиапромышленности он начал еще в конце 1930-х гг. в коллективе Н.Н. Поликарпова, где в годы войны работал ведущим инженером по тяжелому истребителю ТИС, начальником опытного производства. Первый опыт в ракетной технике Потопалов приобрел в середине 1940-х гг… занимаясь обеспечением производства крылатых ракет В.Н.Челомея. В 1952 г. Потопалов был назначен начальником производства завода № 82, где в то время разворачивалось производство зенитных ракет для системы С-25. Успешная работа Потопалова на предыдущих должностях давала основания ожидать, что и на посту главного конструктора ОКБ ему удастся решить поставленные перед ним задачи.
Для испытаний на заводе № 82 были изготовлены следующие варианты ракеты В-625:
— 1БП — баллистический (бросковый) вариант с неснаряженным маршевым двигателем (3 шт.):
— 2БП — баллистический вариант со снаряженным маршевым двигателем (1 шт.);
— 2БПВ — вариант, аналогичный 2БП. с дополнительными вибродатчиками (2 шт.);
— ЗБП — ракета с автопилотом и с бортовым программным механизмом (10 шт.);
— 1ТП — ракета с полным комплектом бортовой аппаратуры, без радиовзрывателя, с не подключенным к автопилоту блоком радиоуправления и визирования (1 шт.);
— 2ТП — ракета с полным комплектом бортовой аппаратуры, за исключением радиовзрывателя (6 шт.)
Все варианты испытывавшихся ракет В-625 (кроме 1БП) оснащались радиотелеметрической аппаратурой и комплектом телеметрических датчиков.
Летные испытания ракеты В-625 начались на полигоне Капустин Яр 14 мая 1958 г. В первом баллистическом (бросковом) пуске ракета 1БП была запущена под углом 64 град, к горизонту. Этот пуск прошел без замечаний. Однако уже но втором пуске, состоявшемся 17 мая. на третьей секунде полета разрушился стабилизатор ускорителя, как оказалось, из-за его неточной установки на заводе. В выполненном 4 июля четвертом пуске — первом для варианта 2БП — на второй секунде полета стабилизатор ракеты вновь разрушился, опять-таки из-за производственного дефекта. Пятый пуск, состоявшийся 21 ноября, принес еще одну проблему — на 18-й секунде из-за дефекта теплозащитного покрытия прогорел маршевый двигатель. Восьмой пуск, предпринятый 21 января 1959 г., стал явно аварийным — при включении маршевого двигателя он взорвался.
Автономные испытания В-625 (вариант ЗБП) начались 17 декабря 1958 г. Главными задачами этого этапа испытаний являлись проверка работы автопилота и оценка качества стабилизации ракеты по крену. С этой целью крылья ракеты были зафиксированы в нулевом положении, а к автопилоту были подключены только элероны. На этот раз пуск ракеты, стартовавшей пол углом 45 град., прошел без замечаний.
В феврале 1959 г. провели еще три пуска В-625 (ЗБП), но все они оказались неудачными. В пуске, выполненном 6 февраля, из-за отказа датчика выдачи команды на "сброс" не отделился ускоритель, а 11 и 17 февраля носовая часть ракеты разрушилась под действием значительных поперечных перегрузок, возникших из-за перскомпенсации крыла. Естественно, что вслед за каждым неудачным пуском следовали доработки, проводились дополнительные исследования. Так, 14 марта 1959 г. был произведен экспериментальный пуск ракеты 1ТП с целью проверки на флаттер.