Внешне ракета почти не отличалась от своей предшественницы. На ее корпусе закрепили почти незаметные бугели, которыми она должна была зацепляться за две рельсовые направляющие стартового стакана шахты. Остальные изменения скрывались в корпусе. Наддув баков, вместо воздуха, осуществлялся азотом. Кроме этого, была изменена схема заправки топливом и улучшена система автоматики первой ступени. Тяга двигателя первой ступени была увеличена на 2%.
Первый запуск ракеты из шахтной пусковой установки состоялся 13 июля 1962 г. Его можно считать частично успешным, так как через несколько секунд полета на Р-16У отказал рулевой двигатель. Неприятности с рулевым двигателем продолжались и еще в нескольких запусках. Причиной была тканевая рубашка на рулевых машинках, предохраняющая механизмы от пламени при старте из шахты. После увеличения теплостойкости ткани неисправности прекратились. Через год ракету Р-16У приняли на вооружение. Ракетный комплекс шахтного базирования получил обозначение «Шексна В», «В» – от слова «высокозащищенный».
Комплекс «Шексна В» походил на американский и относился к тому же типу «Групповой старт». Он представлял собой три ракетные шахты диаметром 8,3 м и глубиной 45 м. Шахты выстраивались в одну линию и стояли на расстоянии 60 м друг от друга. Рядом, в подземных сооружениях, находились запасы топлива и двухэтажный заглубленный в землю командный пункт. В системе управления комплексом был достигнут очень высокий уровень автоматизации. Наведение каждой ракеты, ее предстартовые и периодические проверки производились дистанционно. Все три ракеты заправлялись топливом централизованно, поочередно, при помощи скоростной системы заправки, из одних емкостей. Заполнение баков одной ракеты длилась не более 10 мин. В верхней части шахты, в так называемом оголовке, устанавливалась система кондиционирования, поддерживающая в шахте постоянную влажность (до 80%) и температуру (в диапазоне от +8° до +20°С), дизель-генераторы и электропривод крышки.
В шахте находился стальной пусковой стакан высотой 32 и диаметром 4,6 м, с двумя направляющими для ракеты. Пространство между стаканом и стенками шахты использовалось для отвода горячих газов. Для нацеливания стакан вместе с ракетой мог разворачиваться на ±140° вокруг вертикальной оси. Для защиты от вибрации при близком ядерном взрыве, пусковой стол на дне стакана, имел пружинную амортизацию. Коммуникации для заправки ракеты проходили по стенке шахты и подключались к ракете снизу.
Р-16 хранилась в шахте в незаправленном состоянии. Сверху шахта герметично закрывалась железобетонной крышкой весом 260 т, которая перед запуском откатывалась по рельсам в сторону. Под шахтой стояли емкости для слива компонентов топлива.
Для подготовки к пуску трех ракет требовалось около 3 ч. При залповом (групповом) старте ракет интервал между пусками составлял 5 мин.
Первый полк, вооруженный комплексом «Шексна В», находился в поселке Верхняя Салда под Нижним Тагилом. Он заступил на боевое дежурство 5 февраля 1963 г. Остальные комплексы вводились по мере окончания строительства. Они располагались под Бершетью в Пермской области, Бологое в Калининской области, Итатка в Томской области, Йошкар-Ола Марийской АССР, Новосибирском, семь шахт рядом с объектом «Ангара» под Плесецком, под Шадринском в Курганской области, в поселке Юрья в Кировской области, и на Байконуре.
Первый групповой пуск, три ракеты сразу, провели в мае 1963 г. Это успешное испытание подтвердило высокую надежность всех составляющих ракетного комплекса «Шексна В». Еще один массовый старт Р-16У прошел в рамках учений «Гроза» 8 октября 1963 г.
Королёвская МБР Р-9 также была принята на вооружение. Но выпустили ее в гораздо меньшем количестве. В ракетных войсках развернули всего 23 пусковые установки.
По странному стечению обстоятельств, ровно через три года после трагедии на 41-й площадке с ракетой Р-16, похожая катастрофа пришла и на площадку ОКБ Королева. 24 ноября 1963 г. в пусковой шахте Р-9 возникла утечка кислорода. При попытке заменить сгоревшую электролампочку возникла искра и вспыхнул пожар. Погибло семь человек.
Принятие на вооружение Р-9, честно говоря, вызывает удивление. В любой другой стране, из двух конкурирующих изделий специалисты выбрали бы лучшее. Но в Советском Союзе все подчинялось другим законам и на службу взяли обе ракеты. Даже несмотря на то, что Р-9 уступала ракете Янгеля по эксплуатационным характеристикам. Обижать Сергея Павловича, на котором «держался» весь советский космос, никто не хотел.
25 сентября 1964 г. были успешно проведены пуски ракет Р-16 и Р-36 во время выполнения операции «Кедр»' – показ ракетно-космической техники Хрущеву. Зрелищность этого мероприятия подтолкнула высшее руководство страны к использованию подобного «ракетного шоу» для мирного разрешения вопросов международной политики.