Le premier étage de ce lanceur est basé sur le missile balistique R-14, le second étage est de conception totalement original. Connu alors sous le nom de 65S3, le concept préliminaire du lanceur est achevé en avril 1961 et le 31 octobre 1961 le gouvernement lance officiellement le programme pour en faire le lanceur des familles de satellites Meteor, Strela et Pchela .
Le premier lancement a lieu le 18 août 1962 depuis le Cosmodrome de Baïkonour et place en orbite trois satellites Strela. Ce lancement est suivi de treize autres jusqu'en 1968 .
A partir de 1966, une nouvelle version du lanceur est utilisé depuis Baïkonour, Cosmos-3. Cette version est basée sur la nouvelle version du missile R-14, le R-14U. Le second étage reste identique et n'est modifié qu'avec la version Cosmos-3M, dont le premier lancement date du 15 mai 1967 depuis le Cosmodrome de Plesetsk. Le second étage a la particularité d'avoir un moteur pouvant réduire sa poussée, pour l'augmenter à nouveau plus tard. Cette caractéristique est très utile lors du lancement plusieurs charges utiles, qui dans le cas de Cosmos-3M peut aller jusqu'à huit .
