Неудовлетворенность заказчика и необходимость вооружения ФА эффективной, надежной и эксплуатационно пригодной ПАУР привели к началу разработки в 1972 году такого изделия ОКБ "Звезда". Работу возглавил И. И.Картуков. Требованиями оговаривалась возможность поражения РЛС из-за рубежей зоны поражения ЗРК при прорыве ПВО, после подавления и дезорганизации которой можно было эффективно и с минимальными потерями наносить удар Х-23, Х-25 и обычными средствами.

Новую ракету проектировали на базе Х-25 с максимальным использованием ее узлов. Однако ограничиться лишь оборудованием ракеты новой пассивной ГСН не удалось - требования по дальности пуска с безопасных рубежей (а, с учетом зоны поражения ЗРК "Хок", она должна была составлять 40 км) повлекли необходимость нового двигателя, систем энергообеспечения и управления. Наведение ракеты на излучающую цель осуществляла одна из сменных пеленгационных ГСН в сочетании с системой управления СУР-73, применяющихся в соответствии с типом предполагаемой РЛС-цели и "литеры" ее частот.

Высокочувствительные ГСН были созданы НПО "Автоматика". Головка ПРГС-1ВП (Л-077) предназначена для наведения на цели с непрерывным излучением диапазона А и обладает углом захвата 60-100", позволяя пеленговать станции не только по основному лучу, но и по его боковым лепесткам диаграммы направленности. Она обеспечивает обнаружение и наведение на одну из трех РЛС на одной позиции, отличающихся по рабочим частотам; переключение наведения в полете при выключении РЛС целеуказания на другую станцию на той же позиции; повторный захват при пропадании сигнала или смене несущей частоты; приоритетный захват РЛС подсвета как наиболее опасной; возможность перенацеливания и пуска по другой РЛС. Сменная головка ПРГС-2ВП (Л-015) служит для атаки целей с импульсным излучением диапазона А' и позволяет также селектировать сигналы, выделяя их среди помех, и кратковременно запоминать положение РЛС при ее выключении, продолжая следить в этой зоне.

Двухрежимный "пороховик" ПРД-276 с топливным зарядом 81 кг имел стартовую тягу 2000 кГс и время работы до 11,5 сек. Воздушный баллон увеличенной энергоемкости обеспечил питание рулевых машинок на 90 сек управляемого полета. Соответственно возросла и емкость аккумуляторной ампульной батареи.

Автопилот СУР-73 для скрытности маршевого полета ведет ракету на малой высоте, перед целью она выполняет "горку с последующим пикированием под углом 27-30" (при этом фугасный удар БЧ оказывается наиболее эффективным).

Увеличение габаритов и веса потребовало установки дестабилизаторов в плоскости рулей. Смещая вперед аэродинамический фокус ракеты, дестабилизаторы снижают запас ее устойчивость и делают работу рулей более эффективной.

Большой вес ПРГСН пришлось компенсировать облегчением БЧ до 90 кг и устранением дополнительной БЧ. С нее снята тяжелая осколочная оболочка, а для сохранения поражающего действия заряд БЧ типа Ф-27 насыщен металлическими включениями - стальным крошевом. Боевая эффективность обеспечена установкой контактного взрывателя, подрывающего БЧ при попадании в цель (антенные системы РЛС уязвимы к фугасному удару, в отличие от защищенных целей других ракет, требующих поражения кумулятивной струей или пробивным действием).

Предполагавшаяся установка радиовзрывателя на ПАУР оказалась неприемлемой. Его работа вносила сбои в чувствительные контуры ПРГСН, "забивая" слабый на дальних расстояниях
сигнал атакуемой РЛС и демаскировала полет ракеты (радиотехнические комплексы противника, имеющие в своем составе приемно-пеленгационные устройства, могли засечь излучение радиовзрывателя). Более перспективным стало использование неконтактного лазерного взрывателя, состоящего из малогабаритного источника когерентного излучения и приемного фотодиода. Его установка на ПАУР повышает надежность работы ПРГСН, обеспечивает скрытность пуска в режиме полного радиомолчания и нечувствительность взрывателя к помехам.

Государственные испытания ракета, получившая обозначение Х-27ПС (изд.72), проходила в 1975-76 годах на МиГ-27. После доработок ракета успешно прошла повторные испытания в июне 1977 года и в сентябре 1980 года была принята на вооружение МиГ-27 и Су-17М3 (М4). Самолеты могут нести и выполнять пуск двух Х-27ПС одной литеры. Подготовка аппаратуры ракет к пуску и ввод в автопилот информации о цели (углы пеленга и тангажа), необходимые для формирования программы набора высоты перед РЛС и разворота ракеты на объект, выполняют станции Л-086 "Вьюга" (подвесная "Вьюга-17" на Су-17 М3/М4 в исполнении "изделие 086" или МиГ-27 - "изделие 66").