В 1957 г. в ОКБ-2-155 началась разработка ракеты К-14 и был создан экспериментальный снаряд для отработки ее системы наведения. Саму К-14 довести так и не удалось, но на базе снаряда-лаборатории для отработки ее ГСН была создана противокорабельная ракета КСР, которая предназначалась для замены старых КС-1, дальность и скорость которых была уже недостаточной. Характеристики ракеты повысили за счет применения АРГСН КС-2М (КС-ПМ) и двухрежимного ЖРД С2.721В. Работы были начаты по Постановлению СМ 1781 от 2 апреля 1956 г. Крылатая ракета КСР предназначалась для поражения радиолокационно-контрастных морских целей типа крейсер водоизмещением не менее 10 тыс. тонн, а также - железнодорожных мостов, плотин и др.

Основным отличием КСР от "Кометы" была замена турбореактивного двигателя на более простой и дешевый жидкостный реактивный двигатель, и более совершенная система самонаведения. Ракету проектировал Дубненский филиал ОКБ-155 (ОКБ-2-155). Главный конструктор А.Я. Березняк. С 1 июня по 15 ноября 1958 г. были проведены совместные летные испытания КСР. В ходе испытаний с бомбардировщика Ту-16КСР было запущено 11 снарядов на дальность до 100 км. Шесть снарядов было выпущено по кораблям-целям (танкерам "Джапаридзе" и "Чкалов"), а остальные - по наземным целям, обозначенным уголковыми отражателями. Из 6 пусков по кораблям на дальность 90-96 км отмечено 4 прямых попадания, 1 промах и 1 пуск не зачтены из-за отказа станции наведения.

Запуск жидкостного реактивного двигателя С2.721В происходил безотказно в момент отцепки снаряда на всех высотах пуска с 4 до 10 км и скорости носителя 400- 500 км/ч. Двигатель работал в двух режимах: первом с тягой 1200-1220 кгс и втором с тягой 700-680 кгс в полном соответствии с тактико-техническими требованиями заказчика.

Испытания показали, что установленная на самолете-носителе радиолокационная станция наведения К-ПМ обеспечивает при работе по наземной цели на высоте 4- 10 км обнаружение на дальности до 200 км и устойчивое автосопровождение цели на дистанции 160-180 км. Сброс цели с автосопровождения происходил на расстоянии до 13-15 км. При работе по морским целям дальность обнаружения и взятия на автосопровождение зависела от многих факторов, в том числе от типа корабля и направления захода. Так, при высоте полета Ту-16КСР пять километров дальность обнаружения танкеров "Джапаридзе" и "Чкалов" составила 140-160 км, а дальность их устойчивого сопровождения 120-160 км.

Тем не менее было решено провести доработку ракеты. По этому поводу даже вышло специальное Постановление СМ " 998-435 от 22 августа 1959 г. В ОКБ-286 для ракет была разработана усовершенствованная головка самонаведения с антенной увеличенных размеров - диаметр радиопрозрачного обтекателя увеличился почти до миделя ракеты. Наряду с перекомпоновкой носовой части ракеты изменилось и хвостовое оперение - стабилизатор переместили с киля на фюзеляж.
Аэродинамическая схема ракеты нормальная самолетная. Длина ракеты КСР-2 составила 8,62 м, максимальный диаметр корпуса - около 1 м, размах крыльев 4,52 м. Стартовый вес ракеты 4,08 т. Боевая часть ракеты ФК-2 фугасно-кумулятивного действия весом 850 кг. Вес взрывчатого вещества 684 кг. Фугасно-кумулятивная боевая часть ФК-2 пробивала броню толщиной до 300 мм. Для поражения наземных целей предназначалась боевая часть ФК-2Н - фугасная с активной оболочкой. Кроме того, имелась и специальная боевая часть.
Дальность пуска ракет КСР-2 составляла 160-170 км. Цель бралась на автосопровождение за 20-30 км до точки пуска ракеты. В отличие от "Кометы", цель бралась на автосопровождение бортовой РЛС ракеты, а не самолета. При этом можно было направить обе ракеты на одну цель или выбрать для каждой свою цель. Отцепка ракет происходила поочередно. Через 7 с после отцепки запускался двигатель и начинался разгон. Просадка ракеты после отделения от самолета составляла 600-1200 м в зависимости от высоты и скорости полета.

Через 40 с после отцепки механизм времени выдавал команду на подключение автопилота ракеты к РЛС самонаведения КС-11М, а двигатель переводился на маршевый режим. К этому моменту скорость ракеты достигала 1250 км/ч. С приближением ракеты к цели на расстояние 15 км станция К-11М выдавала команду на разориеп-тирование гироскопа упреждения, и управление ракетой производилось уже с учетом скорости цели. Эта же команда использовалась для разблокирования стопорного устройства антенны, и после того, как ее оптическая ось совмещалась с продольной осью ракеты, вновь стопорилась. В таком режиме станция К-11М работала до конца полета ракеты. Когда до цели оставалось 450 м, станция КС-11М выдавала команду на отключение радиоуправления, и ракета продолжала полет, сохраняя последнее положение еще в течение 1,2-1,6 с, после чего переходила на пикирование.

30 декабря 1961 г. ракета КСР-2 Постановлением СМ " 1261-537 была принята на вооружение, а в феврале 1962 г. было принято Постановление о переоборудовании самолетов Ту-16КС и Ту-16 в носители ракет КСР-2. Ракетный комплекс получил название К-16, позже он был переименован в Ту-16К-16. Комплекс включал в себя ракету КСР-2 и самолет-носитель Ту-16КСР-2 с аппаратурой управления ракетой "Рубикон".
В части ракета КСР-2 стала поступать в феврале 1963 г. Всего на эти ракеты перешли 4 авиационных полка. Первые практические пуски производились экипажами 33-го учебного центра с 25 октября по 23 ноября 1962 г.
Параллельно с освоением ракеты в частях велись работы по снижению высоты пуска ракеты. Выяснилось, что ее можно запускать с высоты 2 км.

22 апреля 1968 г. вышел приказ министра обороны СССР о доработке ракеты КСР-2 для обеспечения возможности пусков ее с высот от 0,5 до 10 км. Доработанные ракеты получили индекс КСР-24. Просадка ракеты после отцепки уменьшилась до 150-200 м, через 50 с она выходила на высоту пуска, а еще через 40-50 с оказывалась выше на 500-800 м. Дальше полет происходил по наклонной прямой к цели в режиме самонаведения по курсу и высоте. Практические полеты позволили установить, что минимальная дальность пуска ракеты с высоты 500 м ограничивается радиолокационной видимостью цели и временем, затрачиваемым на подготовку ракеты к пуску. Практически она составляла 70-80 км.

Ракетный комплекс Ту-16К-16 имел ряд неустранимых недостатков. Он был подвержен радиоэлектронным помехам, дальность применения сильно зависела от гидрометеорологических условий, волнения моря, имел относительно небольшую скорость и др. Но, несмотря на это, ракета довольно устойчиво наводилась на корабли, а так как каждая из них могла настраиваться на свою частоту, это позволяло применять до 20 ракет без взаимных помех. Для заправки ракет окислителем АК-20Ф использовались специальные заправочные комплексы, и только начиная с 1961 г. и этих целях стали применяться ампульныс средства заправки окислителем - 1 ампула на 2 ракеты.

Согласно Постановлению " 684 от 19 июня 1959 г. па базе ракеты КСР была создана ракета-мишень КРМ, предназначенная для отработки комплексов ПВО.

Комплекс Ту-16К-16 получил боевое применение в ходе арабо-израильской войны в октябре 1973 г. Арабы выпустили 82 ракеты КСР-2. Любопытно, что ракеты, проданные арабам, имели только одну частоту наведения, что ограничило число запускаемых ракет и существенно ухудшило помехоустойчивость.