Пуск ЗУР производился при вертикальном положении ТПК выбрасыванием ракеты под давлением продуктов сгорания находящегося в ТПК газогенератора порохового аккумулятора давления. После выхода ракеты из транспортно-пускового контейнера задействованием одного или нескольких из восьми импульсных двигателей начинался процесс склонения ЗУР на заданный угол, который завершался к моменту окончания работы стартовой ступени. При пусках в дальнюю зону по аэродинамическим целям запуск двигателя маршевой ступени производился с задержкой до 20 с по отношению к моменту окончания работы двигателя стартовой ступени.
Управление ракетой на маршевом и пассивном участках полета осуществлялось отклонением аэродинамических рулей. ЗУР наводилась на цель либо системой инерциального управления по методу пропорциональной навигации с переходом на самонаведение примерно за 10 с до подлета к цели либо системой командно-инерциального управления с самонаведением в течение последних 3 с полета. Последний способ использовался при стрельбе по целям в условиях мощных ретранслированных (ответных) помех внешнего прикрытия. Полет ЗУР при инерциальном управлении осуществлялся по энергетически оптимальным траекториям, что обеспечивало предельно большую досягаемость ракет.
Полетное задание вводилось в бортовое вычислительное устройство ЗУР со специальной ЭВМ пусковой установки и корректировалось в полете радиокомандами, принимаемыми аппаратурой самонаведения от передатчика ПУ. Оптимальный переход на самонаведение осуществлялся по информации от аппаратуры самонаведения и инерциальной системы управления ракеты 9М82, что способствовало поражению таких малоразмерных целей, как головная часть БР "Першинг" и авиационная БР SRAM. При стрельбе по пеленгуемому многоканальной станцией наведения ракет постановщику активных помех в полетное задание вводился соответствующий признак, по которому производились настройки, обеспечивавшие достижение ракетой 9М82 цели на дальностях до 100 км.
За 0,5–2 с до точки встречи с целью на борту ЗУР вырабатывалась команда на начало доворота ракеты по крену для совпадения в момент подрыва боевой части ЗУР максимума плотности поля разлета осколков БЧ с направлением на цель. За 0,3 с до точки встречи включалось неконтактное взрывательное устройство ЗУР, которое затем выдавало команду на подрыв БЧ. При большом промахе обеспечивалась самоликвидация ЗУР подрывом БЧ.
Аппаратура самонаведения ЗУР имела высокую чувствительность по каналам самонаведения и радиокоррекции, что позволяло обеспечивать надежный захват ГСН ЗУР любой цели на достаточной для сближения и поражения дальности. Инерциальная система управлен ия ЗУР обеспечивал а высокую точность вы вода ракеты в точку захвата цели аппаратурой самонаведения ЗУР.
При работе системы С-300В в автономном режиме при налете авиации и ожидаемых ударах БР типа "SCUD" и "Ланс" РЛС кругового обзора производила обзор пространства и выдавала радиолокационную информацию об обнаруженных целях на КП системы, который, в свою очередь, определял необходимые режимы работы этой РЛС. Командный пункт системы по полученным данным завязывал трассы целей, определял степень их опасности и классы (аэродинамические или баллистические цели), производил распределение выбранных для обстрела целей подчиненным ЗРК (исходя из их боеготовности, занятости и располагаемого боекомплекта ЗУР) и выдавал ЦУ многоканальной станции наведения ракет.
По поступившим ЦУ многоканальная станция наведения ракет осуществляла поиск, обнаружение и захват на автосопровождение назначенныхдпя обстрела целей. Захват мог осуществляться автоматически или вручную (операторами станции). После начала автосопровождения координаты этих целей передавались на КП, где производилось их отождествление с трассами целей командного пункта. ЦУ от КП могло быть с признаком приоритета на обстрел цели, который означал, что эта цель должна была быть поражена в обязательном порядке. КП мог также дать указание многоканальной станции наведения ракет на автономный поиск низколетящих целей в секторе 1,4° по углу места и 60° по азимуту.
При обнаружении в этом режиме координаты низколетящих целей поступали на КП и отождествлялись с трассами КП.