Поступившие на вооружение советской авиации управляемые ракеты, не полностью удовлетворяли широкому кругу задач штурмовой авиации. В первую очередь это относилось к их поражающему действию - по мощности относительно небольшой боевой части (БЧ) массой 100-150 кг они не превосходили обычную бомбу "сотку". В то время как прифронтовая полоса и ближние тылы противника изобиловали хорошо защищенными объектами, включая склады, штабы и объекты инфраструктуры - как правило, прочными строениями, требующими адекватного воздействия. Для их вывода из строя, от предусматривавшегося при постановке боевых задач "временного" до "полного уничтожения", требовалось более эффективное средство поражения. При создании в КБ "Молния" (позднее, из-за загрузки КБ другими заданиями, тему передали МКБ "Вымпел") тяжелых ракет Х-29Л и Х-29Т, предназначенных для борьбы с неподвижными укрепленными сооружениями (аэродромными ВПП, укрытиями, капонирами, плотинами и тоннелями) потребовался ряд новых конструктивных решений. Размещение мощной БЧ, двигателя и, в том числе, предусмотренной телевизионной ГСН с изрядными габаритами, потребовало перехода на новый "калибр", боле крупный и принятый равным 380 мм (по традиции, он был принят кратным 15-дюймовому, без малого в полтора раза превысив предыдущие "11-дюймовые" Х-23 и Х-25).

Для поражения прочных и защищенных целей они оснащены мощной бетонобойной БЧ весом 317 кг, заключенной в бронированный проникающий кожух и снабженной контактным взрывателем, обеспечивающим подрыв с заданным замедлением после пробития преграды, уничтожающий содержимое укрытия. БЧ оснащена специальным противорикошетным устройство на передней части, повышающим эффективность удара при малых "скользящих" углах встречи с целью, частых при пуске с малых высот и дистанций. Режим работы взрывателя ("мгновенно" или "с замедлением") задается летчиком, а контактные датчики размещаются перед БЧ в корпусе в зоне рулей и пролегают вдоль передних кромок крыла - его метровый размах обеспечивает подрыв БЧ даже при незначительном промахе и пролете рядом с целью. На прочный кожух приходится львиная доля массы БЧ, в которой 116 кг ВВ составляют около трети (для сравнения - у Х-25 коэффициент заполнения БЧ взрывчаткой вдвое выше). Ракеты выполнены по схеме "утка", имеют модульную конструкцию и различаются типом установленной ГСН. Корпус Х-29 состоит из пяти отсеков - ГСН, отсека управления, БЧ, двигателя и хвостового отсека, которые могут храниться в укупорке отдельно и собираются при подготовке с помощью фланцевых стыков.

Большая масса (660 кг у Х-29Л и 680 кг у Х-29Т) и инертность ракет потребовала перехода на более мощный источник питания (ПАД), для улучшения управляемости перед рулями установлены дестабилизаторы, именуемые на Х-29 "несущими гребнями". Управление по крену (стабилизация) осуществляется элеронами на крыле. Электропитание систем и ГСН обеспечивается ампуль-ной батареей и электромеханическим преобразователем переменного тока с ресурсом энергоснабжения в 40 сек. Х-29Л (изд.64Л) оснащена лазерной ГСН того же типа (24Н1), что и Х-25 (это обусловило характерную бутылкообразную форму ее корпуса). Она может применяться с дальности до 8 км. Унификация систем наведения упростила использование ракеты и она была принята на вооружение всех типов машин ударной авиации - Су-17М2, М3 и М4, МиГ-27М, Д и К, Су-24, Су-25. Для подвески и пуска служит унифицированные катапультные устройства АКУ-58 и АКУ-58-1 (последнее обеспечивает также подвеску ракет Х-28).

Наведение Х-29Л аналогично Х-25: пропорциональный метод, заключающийся в наведении на цель с упреждением таким образом, чтобы поперечная перегрузка ракеты (характеризующая маневр) была пропорциональна угловой скорости вращения линии визирования, которую измеряет следящий координатор ГСН. Реализуется самонаведение тем же лазерным полуактивным способом, при котором подсвеченная лучом лазерной станции цель становится вторичным "светящимся" источником излучения. Предусмотрены два режима атаки X-29Л: с пикирования, когда лазерный луч станции подсвета и ось ГСН ракеты сонаправлены с линией визирования цели летчиком через прицел (при этом траектория полета ракеты почти прямая и она подходит к цели с углом, равным углу пикирования), а также со специального маневра с полетом по логарифмической кривой (близкой к горизонтальному полету). При наведении с "Кленом" оптимально применение Х-29Л с пикирования, с "Кайрой" СУР позволяет управлять полетом в три этапа с пуском с малых высот: автономное дальнее наведение с набором высоты, затем разворот ракеты на цель с переходом в пикирование и ближнее самонаведение до попадания. При этом ракета поражает цель сверху, как правило, в менее защищенную часть - перекрытия и своды сооружений.

Х-29Л прошли проверку в афганской войне, где использовались со штурмовиков Су-25 (всего было выпущено 139 X-25 и Х-29Л, в основном, для поражения трудноуязвимых крепостей и пещер). В боевых условиях оказалось, что самостоятельный поиск цели, подсветка и пуск одним самолетом малоэффективны - летчику трудно было отыскать цель, обычно малозаметную, и захватить ее лазерным лучом с безопасного расстояния. Не лучшие результаты давали и действия в паре, с подсветкой одним штурмовиком и пуском с другого - мешала высокая скорость сближения и та же трудность поиска. Наиболее практичным стало взаимодействие с наземным авианаводчиком, хорошо знавшим местность и загодя определявшим объект атаки. На боевой машине авианаводчика (БОМАН - БТР, оборудованный тем же "Кленом") он выдвигался к месту удара и при подходе самолета подсвечивал цель. Летчику оставалось лишь убедиться в захвате ГСН и выполнить пуск.

Преимущества высокоточного оружия были подтверждены при испытаниях и на учениях. Произведенные по их итогам расчеты боевой эффективности средств поражения и нарядов сил выглядели вполне убедительно: так, для уничтожения крупного дота требовалось звено истребителей-бомбардировщиков с полной загрузкой ФАБ-500 и С-25 (8 т бомб и 4 ракеты), в то время как та же задача могла быть решена одним штурмовиком Су-25 с парой Х-29; автомобильный мост стометровой длины выводился из строя шестеркой самолетов с дюжиной ФАБ-500, либо всего лишь парой с четырьмя Х-25 или Х-29.

Экспортированные в Ирак Х-29Л на месте использовались и с французских истребителей "Мираж" F.1, прошедших доработку прицельной системы и оборудованных АКУ-58. В то же время, на использовавшейся в иракских ВВС советской технике для наведения "лазерных" ракет применяли французский контейнер со станцией целеуказания AT"IS. Иракские Х-29 в войне с соседним Ираном, где их целями были укрепления, аэродромы, нефтяные промыслы, мосты и портовые сооружения. Помимо боевых ракет, на снабжение были поставлены также учебные УХ-29.