Зенитный ракетный полк, вооруженный ЗРК "Куб", состоял из командного пункта, пяти зенитных ракетных батарей, батареи управления и технической батареи. Каждая зенитная ракетная батарея включала в свой состав одну самоходную установку разведки и наведения 1С91, четыре самоходные пусковые установки 2П25 с тремя ЗУР 3М9 на каждой, а также две транспортно-заряжающие машины 2Т7 на шасси ЗиЛ-131 и, при необходимости, была способна самостоятельно выполнять боевую задачу. При централизованном управлении команды боевого управления и данные целеуказания на батареи поступали от КП полка (от КБУ — кабины боевого управления автоматизированного комплекса боевого управления "Краб" (К-1) с приданной ему РЛС обнаружения). Эта информация принималась на батарее КПЦ — кабиной приема целеуказания комплекса К-1, а из нее передавалась на самоходную установку разведки и наведения батареи. В состав технической батареи полка входили транспортные машины 9Т22, контрольно-измерительные станции 2В7, контрольноиспытательные подвижные станции 2В8, технологические тележки 9Т14, ремонтные машины и другое оборудование.
В соответствии с рекомендациями госкомиссии с 1967 г. началась первая модернизация комплекса.
Уже в 1968 г. в модификации "Куб-М" повысили дальность, обеспечили поражение целей, маневрирующих с перегрузками 5–6 вместо ранее достигавшихся 1,5–2. Нижнюю границу зоны поражения снизили с 100 до 50 м. За счет модернизации излучателя увеличили максимальную дальность на 20 %.
В 1971 г, была создана экспортная модификация "Квадрат" 2К12Э, обеспечивающая применение в тропических условиях, выполненная с внесением ряда отличий по помехозащите и системе госопознавания.
Дальнейшее совершенствование осуществлялось при создании комплекса "Куб-М1".
В результате доработок были повышены его боевые возможности — расширены границы зоны поражения, предусмотрены прерывистые режимы работы РЛС самоходной установки разведки и наведения для защиты от противорадиолокационных ракет типа "Шрайк", повышена защищенность ГСН от уводящих помех, улучшены показатели надежности боевых средств ЗРК, уменьшено примерно на 5 с работное время комплекса, обеспечивалось поражение целей, маневрирующих с перегрузками до 7–8 единиц.
В комплексе нашла применение разрабатывавшаяся с 1967 г. ракета 3М9М1, развивающая в 2–2,5 раза большую перегрузку и обеспечивающая поражение целей на минимальной границе зоны 400–500 м вместо 5–6 км.
Несмотря на то, что вероятность применения по ЗРК "Куб" противорадиолокационных ракет была весьма мала из-за низкой мощности непрерывного излучения его радиолокационных средств, в 100-1000 меньше, чем в ЗРК с импульсными системами, в состав комплекса ввели телевизионно-оптический визир.
Модернизированный комплекс в 1972 г. прошел испытания на Эмбенском полигоне под руководством комиссии во главе с начальником полигона В.Д. Кириченко, и в январе 1973 г. был принят на вооружение под шифром "Куб-М1".
С 1970 г. проводились работы по созданию для ВМФ зенитного комплекса М-22 с использованием ракеты семейства 3М9, однако после 1972 г. этот ЗРК разрабатывался уже применительно к ракете 9М38 от пришедшего на смену "Кубу" комплекса "Бук".
Следующая модернизация комплекса "Куб" проводилась с 1974 г. по 1976 г. В результате ее были еще повышены боевые возможности ЗРК — расширена зона поражения, обеспечена возможность стрельбы вдогон по целям со скоростями до 300 м/с и по неподвижным целям на высотах свыше 1000 м, увеличена средняя скорость полета ЗУР с 600 до 700 м/с, обеспечено поражение самолетов, маневрирующих с перегрузками до 8 ед., улучшена помехоустойчивость ГСН, увеличена на 10–15 % вероятность поражения маневрирующих целей, улучшены надежность боевых наземных средств ЗРК и его эксплуатационные характеристики.
Усовершенствованная ракета 3М9М3 обеспечивала поражение целей на высотах до 14–15 км вместо 10–12 км, но эта возможность реализовалась только при задействовании для информационного обеспечения ЗРК дополнительных средств (РЛС П-12, П-15, командный пункт "Краб"), так как потолок штатной станции 1С11 ограничивался 7 км. Дальность возросла до 24 км. Для размещения ракеты в контейнере 9Я266 без отстыковки стабилизатора применили складывание его левых и правых консолей навстречу друг другу.