20 мая 1954 г. Совет Министров СССР принял постановление о разработке межконтинентальных носителей ядерного заряда. Вместе с межконтинентальной баллистической ракетой Р-7, разработка которой поручалась Сергею Павловичу Королеву, предусматривалась разработка еще двух ракет - носителей ядерного заряда: легкой крылатой ракеты «Буря» и тяжелой крылатой ракеты «Буран». Разработка первой ракеты поручалась конструкторскому бюро Семена Алексеевича Лавочкина, а второй - конструкторскому бюро Владимира Михайловича Мясищева.
В КБ Королева к тому времени уже был определенный задел по ЭКР - Экспериментальной крылатой ракете (1953) с дальностью 730 км. В лаборатории Израэля Мееровича Лисовича к началу 1952 года был изготовлен и готов к установке на самолет действующий макет системы астронавигации. Испытания проводились во второй половине 1952 года и первой половине 1953 года. Было совершено 9 испытательных полетов самолета Ил-12 по маршруту Москва - Даугавпилс. Летные испытания подтвердили правильность выбранных решений. Не было ни одного отказа, ошибка в определении координат цели составила в максимуме 7 километров. По тем временам это были отличные показатели.
И Королев готовит серьезный доклад, в котором предлагается составная двухступенчатая крылатая ракета с дальностью полета 8000 километров при стартовом весе около 90 - 120 тонн. Королев концентрирует силы на работы по баллистическим ракетам, прекращает у себя все работы КР и передает все материалы вместе с лабораторией Лисовича в Министерство авиационной промышленности.
Научным руководителем проектов «Бури» и «Бурана» был назначен директор НИИ-1 академик, будущий президент Академии наук СССР Мстислав Всеволодович Келдыш. Он входил в состав королевского Совета Главных конструкторов, прекрасно был знаком с результатами разработки экспериментальной крылатой ракеты, был наиболее информированным ученым по всем важнейшим научно-техническим проблемам, требовавшим решения при создании носителей ядерного оружия.
Главным конструктором крылатой ракеты «Буря» у Лавочкина был назначен Наум Семенович Черняков (позднее был главным конструктором Т-4 ОКБ П.О.Сухого). Среди наиболее важных и сложных технических проблем, решенных в процессе подготовки «Бури» и «Бурана», можно отметить создание для них СПВРД и астронавигационной системы (ее разработал филиал НИИ-1, руководимый Рубеном Чачикяном). Кроме того, на этих ракетах впервые нашел применение новый тогда для советского ракетостроения материал - титан. Этот металл, способный сохранять высокие механические свойства при значительных температурах, оиазался незаменим в условиях длительного полета на больших сверхзвуковых скоростях.
Во время работы над «Бурей» в ОКБ-301 Семена Лавочкина впервые в Советском Союзе была разработана и внедрена технология сварки титана, а также некоторые виды механической обработки этого материала. Вместе с титаном в конструкции «Бури» использовались и другие термостойкие материалы, применявшиеся для герметизации, различных покрытий, изоляции, остекления и т.д. Большинство из них к моменту создания «Бури» были не освоены в СССР, и их внедрение шло параллельно работам над ракетой.
Эскизное проектирование МКР «Буря» завершилось уже в сентябре 1955 году. Однако в сентябре 1956 вес боевого заряда, под который проектировалась ракета, был увеличен с 2100 до 2350 кг, что повлекло за собой изменения в конструкции и, соответственно, отразилось на сроках подготовии машины «350». Вес МКР несколько увеличился (стартовый вес достиг 95 000 кг, вес маршевой ступени - 33000 кг).
Составная (двухступенчатая) ракета, как и предлагал Королев, имела первую ступень (две «боковушки») на двух четырехкамерных ЖРД Р-11 конструкции Алексея Михайловича Исаева. Два ускорителя обеспечивали стартовую тягу порядка 65 тонн каждый. Масса первой ступени составляла 54 тонны. Двигатели обеспечивали доставку конструкции на высоту 17500 метров, где происходило разделение первой и второй ступеней.
Вторая (маршевая) ступень - крылатая ракета со среднерасположенным тонким треугольным крылом малого удлинения и симметричного профиля. Крыло имело с треловидность 70° по передней и прямую заднюю кромку. Крестообразное оперение было размещено в хвостовой части. Корпус ракеты имел цилиндрическую форму, немного суженную спереди и сзади, внутри его по всей длине проходил канал воздухозаборника маршевого сверхзвукового прямоточного воздушно-реактивным двигателем (СПВРД) РД-012У конструкции ОКБ-670 Михаила Макаровича Бондарюка. Двигатель обеспечивал тягу 7,75 тонны. Полость между стенками канала и наружной обшивкой фюзеляжа служила емкостью для топлива (за исключением центральной части, где располагался приборный отсек). Передняя часть корпуса представляла собой сверхзвуковой диффузор с трехступенчатым конусом. Центральное тело диффузора одновременно являлось контейнером для боевой части.
Стартовала «Буря» вертикально с лафета, затем, в соответствии с заданной программой, проходила разгонный участок траектории, на котором сначала управлялась газовыми рулями, затем они сбрасывались и управление переключалось на воздушные рули. После разгона, когда скорость полета достигала нужного значения, СПВРД выходил на режим полной тяги, и на высоте примерно 18 км производилась расцепка ускорителей с маршевой ступенью. После этого полет корректировался с помощью системы автоматического астронавигационного управления типа «Земля». Система была рассчитана на дальность 8000 километров. «Буря» летела с постоянной скоростью, соответствующей М=3,1 - 3,2. При подходе к цели ракета должна была совершить противозенитный маневр, подняться на высоту 25 километров и оттуда резко спикировать на цель, и на этом режиме происходило сбрасывание головного конуса с боезарядом. По результатам самолетных испытаний вероятное отклонение от цели не должно было превышать 10 километров.
Техническая документация для «Бури» была завершена в 1957 году и вскоре было начато производство опытного экземпляра. Параллельно с ним на заводах в Куйбышеве была запущена серия ракет для проведения летных испытаний. Всего было изготовлено 19 ракет и все они были использованы во время летных испытаний. После серии наземных испытаний 1 сентября 1957 года ракета «350» впервые официально вышла на пуск, который оказался неудачным - преждевременный сброс газовых рулей. Еще три неудачных пуска, затем успешно прошла расцепка ступеней и был запущен СПВРД.. Ракеты запускались с полигона в Капустином Яре.
Специалистам приходилось преодолевать проблемы, с которыми никто ранее не сталкивался, а сроки поджимали. Уже в конце 1957 года были прекращены работы по «Бурану», который так и не успел совершить ни одного полета. Но для «Бури» после определенных доработок полоса неудач закончилась. 28 декабря 1958 года она совершает успешный полет (9-й) продолжительностью 309 сек. В следующих полетах (десятый и одиннадцатый пуски) были получены рекордные для того времени результаты: дальность полета 1350 км при скорости 3300 км/ч и 1760 км - при скорости 3500 км/ч. В СССР в атмосфере на скоростях порядка М=З так далеко еще не летал ни один аппарат. Затем еще серия испытательных пусков. 2 декабря 1959 г (14-й полет) «Буря» взлетела в полной комплектации с системой астронавигации. После выполнения программы полета ракета была развернута на 210° и далее летела по радиокомандам. Дальность полета составила примерно 4000 км. Это был абсолютный рекорд. Испытания ракеты по короткой трассе (около 2000 км) завершились. Начались испытания по длинной трассе.
Один из участников тех событий, заместитель Лавочкина по испытаниям Леонид Закс, рассказывал, что как-то в руки конструкторов «Бури» попал американский журнал, в к отором была представлена карта СССР с нанесенными точками взлетов и попаданий, а также трассами полетов отечественных ракет дальнего действия. Там были все ракеты, кроме «Бури». Дело в том, что у НАТО в Турции были системы наблюдения, которые засекали верхнюю часть траектории полета советских баллистических ракет. Опираясь на законы баллистики, можно легко рассчитать остальную трассу ракеты, место ее взлета и падения. Но «Буря» летела гораздо ниже и могла совершить маневр в любой заданный момент, поэтому по части ее траектории нельзя было рассчитать весь полет, определить место старта или попадания. Это тоже был успех.
Тем временем испытания продолжались. Следующие пуски (с пятнадцатого по восемнадцатый) были произведены по длинной трассе: полигон Владимировка (севернее Каспийского моря) - полуостров Камчатка. Дальность полета «Бури» достигла примерно 6500 км (при расчетных 8000 км). СПВРД работал нормально, но расход топлива значительно превосходил расчетный. Результаты этих пусков позволили сделать вывод о возможности увеличения дальности ракеты. Началась подготовка к серийному производству.
Но к тому времени уже была поставлена на вооружение межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, вышла на летные испытания новая баллистическая ракета Р-16 конструкции Михаила Янгеля на высококипящих компонентах топлива. Эти ракеты могли преодолеть любую противовоздушную оборону тех лет, имели большую скорость полета, относительно простую конструкцию и т.д. Было принято решение ограничить стратегический ракетный парк страны баллистическими ракетами и руководство СССР сочло нецелесообразным создавать еще один носитель.
Робкие попытки отстоять работу ни к чему не привели. Генеральный конструктор Семен Лавочкин пытался доказать, что не стоит отказываться от крылатого летательного аппарата с уникальными летно-тактическими данными. Он предлагал использовать «Бурю» как фоторазведчик большой дальности или как ракету-мишень.
5 февраля 1960 г. выходит постановление правительства о разработке «Бури» в варианте фоторазведчика (работы начались еще в 1958), по этому же постановлению прекращались работы над «Бурей» как стратегической ракетой. Однако в июне 1960 года С.А.Лавочкин скончался. Проект разведчика просуществовал до октября, а мишени - до начала следующего года, но и их закрыли.
Было решено осуществить пуски оставшиеся ракет для отработки перспективных образцов ракетной техники. Последняя ракета была пущена с полигона Капустин Яр 16 декабря 1960 года (18-й пуск).
В 1955-1957 годах в ОКБ-301 С.А. Лавочкина велось предэскизное проектирование крылатой ракеты с ядерным ПВРД. Работы по этой машине не получили значительного развития.
В 1956-58 в США велись испытания аналогичной разработки - сверхзвуковых крылатых ракет NAVAHO G-26 и межконтинентальной G-38 (North American Aviation). После 11 неудачных пусков программа была закрыта.