С появлением малогабаритного отечественного ТРД РДК-300, создававшегося для крылатых ракет большой дальности, обладающего небольшим удельным расходом топлива и значительным временем работы, МКБ "Радуга" предложило модернизированный вариант ракеты Х-59М (комплекс ракетного оружия "Овод-М") с заменой новым двигателем прежнего РДТТ, тем более, что система наведения располагала изрядным запасом по дальности сопровождения ракеты. Модернизация, как это часто бывает, привела к созданию практически нового ракетного комплекса, радикально отличающегося и конструкцией, и характеристиками. При сохранении удачной системы наведения, наибольшие изменения претерпел фюзеляж ракеты, в котором прежний РДТТ с боковыми соплами заменил ТРД в вынесенной под фюзеляж в гондоле. В центральной части фюзеляжа разместился объемистый топливный бак ў отсек с системой дренажа и заправочной горловиной для обычного авиационного керосина. В хвостовой части остался стартовый блок РДТТ, поддерживающего заданный высотно-скоростной режим для запуска маршевого ТРД после отделения ракеты. После его отстрела сбрасывается кок-обтекатель воздухозаборника, защищающий вход в двигатель от попадания мусора при взлете самолета-носителя, и дальнейший полет осуществляется с помощью ТРД.
 

Особенностью аэродинамической схемы Х-59М стало увеличение размаха дестабилизаторов связи с большой массой и габаритами изделия. Их "усы" при пуске разворачиваются пружинами и становятся на фиксаторы, обеспечивая смещение вперед аэродинамического фокуса и приемлемые характеристики управляемости при сохранении потребной мощности рулевых приводов. Использование ТРД потребовало изменений в составе САУ, получившей блок регулятора двигателя, осуществляющий его запуск и контролирующий поддержание режима работы с подачей топлива и высотно-скоростной коррекцией.

 

Дальность действия линии связи составила 140 км, что обеспечило дальность стрельбы до 120 км. Х-59М может запускаться с малых высот (до 100 м) и выполнять низковысотный полет к цели на заданной высоте (от 50 до 1000 м), обеспечиваемый САУ и радиовысотомером. Высвободившиеся компоновочные объемы прежнего отсека РДТТ были использованы для размещения вдвое более мощной БЧ.
 

Помимо проникающей БЧ массой 320 кг, предусмотрена кассетная БЧ массой 280 кг с отдельными поражающими элементами осколочного и кумулятивного действия. Точность стрельбы на предельной дальности сопоставима с Х-59 и равняется 2-3 м.
 

Для размещения Х-59М на носителе служило то же устройство АКУ-58-1. А в комплексе вооружения Су-24М, оснащенного бортовой системой управления оружием СУО-1-6М и подвесным аппаратным контейнером ПК-9, ракета могла применяться без каких-либо доработок самолета. Испытания Х-59М были также начаты и на ударных модификациях Су-27. Производство ракет Х-59 и Х-59М было освоено смоленским авиационным заводом, однако его развертыванию помешали известные проблемы начала 90-х годов - отсутствие госзаказа, почти полное прекращение финансирования и разрыв хозяйственных связей (изготовитель ГСН и системы наведения "Текон-1" остался во Львове).