Зимой 1961 г. ВПК было принято решение о проведении в апреле, сверх ранее намеченной программы, контрольных испытаний СНР и ракет при стрельбе по 4-5 самолетам-мишеням Ми Г-17. Также было решено завершить к этому времени работы по увеличению дальности полета ракеты на малых высотах.
Несмотря на встретившиеся трудности, совместные испытания были успешно завершены.
Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 20 апреля 1961 г. и приказом МО СССР комплекс С-75М с ракетой В-755 был принят на вооружение Войск ПВО страны, а в 1962 г. поступил также и в части ПВО Сухопутных войск. Комплекс обеспечивал поражение целей, летящих со скоростью до 2300 км/ч в диапазоне высот от 3 до 30 км на дальности от 12 до 40 км. Дальность стрельбы по дрейфующим аэростатам была доведена до 43 км.
Новый состав аппаратуры станции наведения ракет РСН-75В позволял вести обстрел целей в условиях применения противником пассивных и активных помех.
Разработка ракеты В-755 (20Д) осуществлялась филиалом ОКБ-2 (МКБ «Факел») на заводе №41 под руководством главного конструктора В.В. Коляскина на базе конструкции ракеты 13Д (В-750ВН).
На ракете В-755 по сравнению с ракетой В-750ВН были применены новые аппаратура радиоуправления и радиовизирования, автопилот, радиовзрыватель, боевая часть, жидкостный ракетный двигатель и стартовый ускоритель.
Повышение надежности ракеты также было достигнуто и благодаря использованию ампулизированных топливных баков. Регулирование тяги двигателя позволило уменьшить расход на маршевом участке полета и за счет этого увеличить дальность полета.
Однобалочная пусковая установка СМ-90 с переменным углом старта ракеты была создана в ЦКБ-34 под руководством главного конструктора Б.С. Коробова. Она была оснащена синхронно-следящим приводом. При старте ракеты использовался газоотражатель, прижимавшийся к грунту давлением газовой струи стартового двигателя. Пусковые установки, поставленные на отделяемые колесные хода, при смене позиции буксировались автомобилями КрАЗ-214 по шоссе со скоростью до 40 км/ч, а по грунтовым дорогам – до 10 км/ч. Время перевода пусковой установки из походного положения в боевое составляло 2 ч 20 мин.
В составе комплекса С-75М совместно с пусковой установкой СМ- 90 использовались транспортно-заряжающие машины ПР-11БМ (на базе полуприцепа и автомобиля-тягача ЗИЛ-151КВ), которые обеспечивали возможность работы с ракетами 20Д и последующими модификациями.
Комплексу С-75М придавались станция разведки и целеуказания П-12М «Десерт» (позднее РЛС П-18) и радиовысотомер, которые комплектовались автономными дизельными электростанциями.
Входившая в состав дивизиона кабина сопряжения и связи позволяла осуществлять работу станции наведения ракет в режиме приема целеуказаний от автоматизированных систем управления.
Дополнительно дивизиону могла придаваться аппаратура радиорелейной связи, смонтированная в полуприцепе. Антенно-мачтовое устройство (АМУ), использовавшееся для подъема антенн, после демонтажа и укладки по-походному, а также ЗИП, размещенный в полуприцепе, транспортировались автомашиной ЗИЛ-131.
При создании комплекса и в ходе его эксплуатации были проведены аппаратурные доработки станции наведения ракет, которые позволили уменьшить минимальную высоту зоны поражения до 1 км.
Находившиеся в эксплуатации в СССР комплексы С-75 «Десна» постоянно дорабатывались как на местах дислокации, так и при проведении плановых ремонтов на заводах Министерства обороны. Это позволяло поддерживать боевые возможности и характеристики комплексов С-75 «Десна» практически на уровне возможностей созданных позднее комплексов С-75М «Волхов».
Разработка системы с расширенными боевыми возможностями на базе систем «Десна» была начата в соответствии с постановлением СМ СССР от 4 июня 1963 г. Предусматривалось обеспечение возможностей обстрела целей со скоростями до 2000 км/ч, снижение минимальной высоты поражения с 3000 до 300 м, расширение курсовых углов зоны поражения целей, летящих со скоростью 1500 км/ч до 90 град, и до круговой зоны при обстреле дозвуковых целей.
Проведенные в середине 1960-х гг. работы позволили ввести в боекомплект комплексов С-75 «Десна» ракеты типа В-755 различных модификаций, что резко повысило его боевые возможности и позволило продлить эксплуатацию боевой техники. Аппаратура станции наведения ракет и стартовой батареи была доработана для возможности применения ракет В-755У с ускоренным циклом предстартовой подготовки.
Использование в составе стартовой батареи РБ-75 усовершенствованных пусковых установок СМ-63-IIA позволило эксплуатировать ракеты типов 13Д (В-750ВН), 20Д (В-755) всех модификаций без ограничений.
Комплекс под обозначением С- 75Д с ракетами В-755, В-755У (и их модификациями) был принят на воо ружение в 1969 г.