Для более полного использования возможностей комплекса прорабатывалось введение в его состав портативной РЛС для определения азимута и скорости цели. По результатам проработок пришли к решению возложить на нее также и задачу определения дальности до цели. Предполагалось, что самолеты будут обнаруживаться на дальности 7 км, что позволит производить пуск при их подлете на удалении 5 км. За разработку РЛС взялся ЛИАП, но, как и большинство учебных заведений, он не справлялся с ролью головного разработчика серьезной ОКР. От использования активных радиолокационных средств в комплексе "Стрела-1" отказались, а в созданном ему на смену ЗРК "Стрела-1 ОСВ" РЛС решала более скромные задачи — определения дальности для подтверждения входа цели в зону пуска и углов упреждения.
К этому времени Заказчик определился с концепцией боевого применения ЗРК "Стрела-2" и "Стрела-1". Было решено, что "Стрела-2" как переносной комплекс предназначен для использования в батальонном звене ПВО, а "Стрела-1" как самоходный — в полковом, в дополнение к зенитной самоходной установке "Шилка", дальность стрельбы которой (2,5 км) не обеспечивала поражение самолетов и вертолетов противника до рубежа пуска ими управляемых ракет по позициям и объектам мотострелкового (танкового) полка (4–5 км). Таким образом, ЗРК "Стрела-1" с расширенной зоной поражения хорошо вписывался в разрабатываемую систему войсковой ПВО, и соответствующие предложения промышленности были поддержаны.
Исходная схема переносного комплекса, собираемого из двух частей, не обеспечивала приемлемой боеготовности, особенно с учетом выявившегося значительного утяжеления ракеты. Планировали разместить комплекс на ГАЗ-69, но эта машина была уязвима при действиях на переднем крае войск. В дальнейшем перешли к использованию бронированной разведывательно-дозорной машины БРДМ-2 в качестве базы ЗРК "Стрела-1".
Выбор этого шасси был далеко не случайным. К этому времени ОКБ-16 уже имело значительный опыт размещения на шасси семейства БРДМ различных модификаций противотанкового комплекса "Фаланга". Шасси обеспечивало защиту от пуль и осколков, обладало неплохой маневренностью, способностью преодолевать вплавь водные преграды, но имело ограниченную грузоподъемность. Исходя из этого, а также из стремления удешевить ЗРК, его разработчики пошли по пути предельного упрощения боевой машины, в частности, отказались от применения механического привода для наведения пускового устройства, возложив эту задачу на мускулатуру оператора. При этом потребные усилия по возможности снизили, обеспечив естественную уравновешенность пускового устройства. В отличие от боевых машин противотанковых комплексов оператор нуждался в хорошем обзоре. По этому критерию идеальным было бы частично открытое размещение оператора, но оно не давало даже иллюзии безопасности. Было принято компромиссное решение — оператора разместили в легкобронированной башне, в передней стенке которой в секторе 60 град, по азимуту было выполнено окно из пулестойкого прозрачного бронестекла.
На марше пусковое устройство опускалось на крышу боевой машины. В результате повышалась устойчивость машины, не возникало проблем с проездом под нависающими препятствиями, да и классифицировать издали данную БРДМ как боевую машину ЗРК было трудно.
Несмотря на стремление к упрощению, связанное не только с ограничением стоимости, но и с обеспечением надежности техники и простоты подготовки личного состава (в этой части радиоуправляемая "Фаланга" в свое время преподнесла ОКБ-16 немало неприятных сюрпризов), ряд предстартовых операций в комплексе "Стрела-1" был все-таки автоматизирован для достижения малого работного времени ЗРК.
Предусматривалось, что ЗРК с расширенными боевыми возможностями будет представлен на совместные испытания в III кв. 1964 г. В этом году уже окончательно определился технический облик ЗРК. Однако из-за продолжающихся трудностей с отработкой ГСН работы затянулись до начала 1967 г.
Государственные испытания опытного образца комплекса "Стрела-1" проводились в 1968 г. под руководством комиссии во главе с Ю.А. Андерсеном на Донгузском полигоне (начальник полигона М.И. Финогенов). Комплекс был принят на вооружение по Постановлению ЦК КПСС и СМ СССР от 25 апреля 1968 г.
Серийное производство боевой машины 9А31 ЗРК "Стрела-1" было налажено на Саратовском агрегатном заводе МОП, ЗУР 9М31 — на Ковровском механическом заводе МОП.
За разработку комплекса "Стрела-1" А.Э. Нудельман, В.И. Школиков, Г.С. Терентьев, Б.Г, Паперный и другие были удостоены Государственной премии СССР.