Ввиду занятости ОКБ-1 НИИ-88 работами по созданию и развитию боевых ракет Р-5 и Р-7 после выхода Постановления Совета Министров СССР от 20 мая 1954 года тематику по крылатым ракетам дальнего действия передали в Министерство авиационной промышленности. К работам были привлечены ОКБ-301 главного конструктора С.А. Лавочкина и ОКБ-23 главного конструктора В.М. Мясищева. Постановлением СМ СССР от 20 мая 1954 года N957-409 задавалась разработка двух типов межконтинентальных самолетов-снарядов для поражения целей на территории США. Поисковая работа конструкторских коллективов получила наименование "КРМД" - крылатая ракета межконтинентальной дальности.

Результаты темы "КРМД" были использованы при разработке комплексов с межконтинентальной крылатой ракетой "Буря" (изделие "350", В-350, Ла-350) в ОКБ-301 и с МКР "Буран" (изделие "40") - в ОКБ-23.

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 С.А. 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, оказался незаменим в условиях длительного полета на больших сверхзвуковых скоростях.

Во время работы над "Бурей" в ОКБ-301 С.А. 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.

Эскизный проект "Бури" был выполнен в августе 1954 года. Как и предлагал Королев, ракета была составной (двухступенчатой). После рассмотрения заказчиком эскизный проект ракеты был доработан в 1955 году, вес боевого заряда увеличили с 2,1 до 2,35 тонны. Это повлекло за собой изменения в конструкции и, соответственно, отразилось на сроках подготовки машины "350". Вес МКР несколько увеличился (стартовый вес достиг 95 000 кг, вес маршевой ступени - 33000 кг). Для первой ступени ракеты "Буря" в ОКБ-2 главного конструктора А.М. Исаева с 1954 года разрабатывался четырехкамерный ракетный двигатель С2.1100 с турбонасосной системой подачи топлива. Вскоре началось изготовление стартовых ускорителей первой ступени на заводе ?207.

Отработка аэродинамической схемы ракеты проводилась на экспериментальных стендах в ЦАГИ и ЛИИ в натурных условиях на сбрасываемых с самолета масштабных моделях длиной около 2 м (работы велись под руководством Е.Д.Ямпольского).

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 17500 метров 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.

Летно-конструкторские испытания ракеты "Буря" начались 31 июля 1957 года на ГЦП-4 (Капустин Яр). Была выполнена попытка запуска. Первый же пуск с наземной наводимой по азимуту стартовой установки (восьмиосная железнодорожная платформа, установленная на поворотной конструкции) состоялся 1 сентября 1957 года. При старте произошел преждевременный сброс газовых рулей, ракета через несколько секунд упала и взорвалась. Во втором пуске ракета взорвалась в полете на 31 секунде, в третьем - на 63 секунде и в четвертом - на 81 секунде полета. Только 22 мая 1958 года в пятом пуске успешно прошла расцепка ступеней ракеты и был запушен маршевый СПВРД. Затем последовало три неудачных пуска.

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. В девятом пуске - 28 декабря 1958 года - продолжительность полета составила 309 секунд. В десятом и одиннадцатом пусках были получены рекордные для того времени результаты: ракета улетела на 1350 км при скорости 3300 км/ч и на 1760 км при скорости 3500 км/ч соответственно. В СССР в атмосфере на скоростях порядка М=3 так далеко еще не летал ни один аппарат. В двенадцатом пуске на "Бурю" установили систему астронавигации, но он был неудачным. В тринадцатом пуске ракета была оснащена модернизированными ускорителями с двигателями С2.1150 и СПВРД РД-012У с укороченной камерой сгорания, полет продолжался около 10-минут. При пуске 2 декабря 1959 года ракета, оснащенная системой астронавигации, пролетела 4000 км. Это был абсолютный рекорд. После выполнения программы полета ракета была развернута на 210о и далее летела по радиокомандам. Испытания ракеты по короткой трассе (около 2000 км) завершились. Начались испытания по длинной трассе.

Один из участников тех событий, заместитель С.А. Лавочкина по испытаниям Леонид Закс, рассказывал, что как-то в руки конструкторов "Бури" попал американский журнал, в котором 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" была создана по другому принципу, кроме того, эта ракета 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. Последний пуск, при котором ракета пролетела 6500 км, состоялся 16 декабря 1960 года. СПВРД работал нормально, но расход топлива значительно превосходил расчетный. Реально полученное круговое вероятностное отклонение - 4-7 км. Проектная дальность - 8000 км достигнута не была, но 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.

Генеральный конструктор Семен Лавочкин пытался доказать, что не стоит отказываться от крылатого летательного аппарата с уникальными летно-тактическими данными. Он предлагал использовать "Бурю" как беспилотный фоторазведчик большой дальности или как ракету-мишень.

Хотя работы по фоторазведчику начались еще в 1958 году, постановление правительства ? 138-48 о такой разработке появилось лишь 5 февраля 1960 года, по этому же постановлению прекращались работы над "Бурей" как стратегической ракетой. Оставшиеся 5 ракет выделялись для отработки фоторазведчика. Однако в июне 1960 года генеральный конструктор скончался. Проект разведчика просуществовал до октября, а мишени - до начала следующего года, но и их закрыли.

Было произведено 4 пуска "В-350" в интересах создания фоторазведчика и скоростной высотной мишени для комплекса ПВО "Даль". Последняя ракета была пущена с полигона Капустин Яр 16 декабря 1960 года (18-й пуск).

Всего изготовлено 19 ракет и произведено 18 (по другим данным 17) пусков, из которых 3 были аварийными.

В 1955-1957 годах в ОКБ-301 С.А. Лавочкина велось предэскизное проектирование экспериментальной крылатой атомной ракеты (КАР) с ядерным ПВРД конструкции М.М.Бондарюка. Работы по ракете "375" не получили значительного развития - КАР получилась огромной.

На основе задела по "Буре" в ОКБ С.А. Лавочкина и М.М.Бондарюка велись работы по созданию воздушно-космического самолета и гиперзвукового ПВРД для него, но после смерти С.А.Лавочкина программа была прекращена.

В 1956-58 в США велись испытания аналогичной разработки - сверхзвуковых крылатых ракет NAVAHO G-26 и межконтинентальной G-38. После 11 неудачных пусков программа была закрыта.