Совместные испытания начались 24 сентября и проводились пусками с катера ракет, оснащенных радиолокационными головками самонаведения. На первых этапах испытателей преследовали неудачи, в ряде случаев даже не связанные с дефектами ракет. Так пару раз ракеты ушли в полет «по своему хотению»: то по причине сбоя в корабельной аппаратуре, то из-за ошибочных действия операторов. Из 13 пусков, выполненных по 22 апреля 1959 г., только один раз добились прямого падания. В четырех пусках ракеты упали вблизи цели или пролетели над ней, что позволило рассматривать их как частично успешные.
Немало неприятностей доставили и пожары, возникавшие в хвостовом отсеке ракеты. Четыре раза просто отказывал жидкостный ракетный двигатель. Причиной пожаров оказалось затягивание в отсек раскаленной струи выхлопа продуктов турбонасосного агрегата под действием образующегося в полете так называемого донного разрежения на хвостовом срезе ракеты. Сказалась неудачная конструкция выхлопного патрубка. При наземной стендовой отработке пожаров не было, так как донного разрежения не возникало. Ненадежно работала и головка самонаведения.
Неудачи на испытаниях провоцировали гнев начальства. А.Я. Березняк таким образом получил строгий выговор, снятый только незадолго до завершения испытаний.
Руководством полигона было принято решение прервать испытания до 30 сентября для устранения недоработок.
Однако следующий пуск состоялся уже 16 июля: конструкторы постарались как можно быстрее довести системы и агрегаты ракету до работоспособного состояния. В частности, удлинили трубу выхлопа турбонасосного агрегата, выведя ее срез подальше от хвоста ракеты. Доработки оказались вполне эффективными: практически все восемь пусков, выполненные до 28 августа, прошли успешно, и совместные испытания ракеты с радиолокационной головкой самонаведения успешно завершились. В ходе завершающего залпа по программе Государственных испытаний на дно отправили корабль- цель ЦЛ-61 – бывший эсминец Animisimo, доставшийся СССР при разделе флота поверженной фашистской Италии и на протяжении нескольких лет входивший в состав боевых кораблей Черноморского флота под именем «Ладный».
Спустя ровно два месяца состоялся и завершающий пуск испытаний ракет с тепловой головкой самонаведения, начатых 29 августа 1959 г. Для придания целям должной контрастности в инфракрасном диапазоне их оснащали размещенными на низких ферменных мачтах газовыми горелками или жаровнями с горящей нефтью.
Десятью пусками была испытана модификация ракеты П-15Т, оснащенная первой в СССР круглосуточной тепловой (инфракрасной) головкой самонаведения «Кондор», разработанной в НИИ-10 коллективом во главе с Дмитрием Павловичем Павловым. Работы по этому варианту ракеты начались только 13 мая 1957 г. по распоряжению Совета Министров. Несмотря на то, что только половина проведенных пусков завершилась успешно, результаты сочли удовлетворительными. Совместное использование ракет с радиолокационной и тепловой головками самонаведения было призвано повысить эффективность ракетного оружия в условиях организованного противодействия противника.
Наряду с недостатками испытания показали и перспективы совершенствования комплекса. В частности, вместо первоначально заданной дальности пуска 25 км удалось обеспечить величину 35 км. Ракета П-15 гарантировано могла лететь и на 40 км, но во многих тактических ситуациях эффективное применение на эту дальность не обеспечивалось средствами целеуказания.
Принятие на вооружение комплекса в составе ракет П-15 с радиолокационной и тепловой ГСН, станции обнаружения и сопровождения целей «Рангоут», аппаратуры «Клен» было оформлено постановлением от 8 марта 1960 г. Диапазон дальностей устанавливался от 8 до 35 км, скорость полета – 1100-1200 км/ч, высота полета – 100-200 м. Вес боевой части составлял 500 кг. Вероятность попадания оценивалась величиной 0,7. Но еще до принятия комплекса на вооружение начался серийный выпуск ракет на заводе № 116 в дальневосточном городе Арсеньеве, ранее загруженном производством самолетов Як-18.
В соответствии постановлением от 3 декабря 1958 г., строительство катеров велось на заводах №5 (в Ленинграде) и Ng602 (Владивостокский судостроительный завод). Для серийной постройки предназначались катера пр. 183Р, отличавшиеся от экспериментальных несколько иной мачтой со станцией «Рангоут», использованием открытых с торцов легких металлических укрытий для ракет, исполнением рубки из стали вместо дерева.
Ракетные катера пр. 183Р по сравнению с торпедными собратьями пр. 183 при той же длине 25,5 м и ширине 6,2 м имели полное водоизмещение, увеличенное 66,4 т до 81 т. Скорость уменьшилась с 43-44 до 38 узлов, но дальность возросла с 700 до 1000 миль. Экипаж увеличился с 14 до 17 человек.