В связи с тем, что для работы СПВРД необходима определенная начальная скорость, проектировщиками за основу была принята двухступенчатая схема, в которой первой ступенью служили ускорители с ЖРД: «Буря» имела два ускорителя с двигателями конструкции А. М. Исаева, «Буран» - четыре с двигателями В. П. Глуш-ко. Заданная скорость полета МКР должна была соответствовать числу М=3, дальность -8000 километров. Крылатая ракета системы «Буря» получила заводской индекс «350», а системы «Буран» - «40». Руководил работами по «Буре» Наум Семенов вич Черняков, ставший с 1957 г. главным конструктором ОКБ-301 (генеральный конструктор - С. А. Лавочкин).

Сверхзвуковые МКР для первой половины 50-х годов были очередной новинкой из области ракетной техники и, как всякое техническое новшество, несли в себе ранее неведомые проблемы. Для их разрешения требовалось провести большой объем научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, в связи с чем возникла широкая кооперация ведущих авиастроительных организаций страны: ОКБ-2,НИИ-88 МОП, ОКБ-670 МАП, НИИ-1 МАП, его филиала, и других.

Координировал все НИРы научный руководитель НИИ-1 академик М. В. Келдыш. К числу наиболее важных задач, решенных в процессе работ по МКР «Буря» и «Буран», следует отнести создание СПВРД, которым занимались НИИ-1 и ОКБ-670, и астронавигационной системы управления, разрабатывавшейся в руководимом Р.Г.Чачикяном филиале НИИ-1 (главные конструкторы И. М. Лисович и Г. И. Толстоусов). Кроме того, на этих ракетах нашел применение новый для советского самолетостроения материал- титан, способный сохранять высокие механические свойства при значительных температурах, возникающих при длительном полете на больших сверхзвуковых скоростях. В ОКБ-301 впервые в Советском Союзе была найдена и внедрена в производство технология сварки титана, а также некоторые виды механической обработки этого материала. В конструкции «350» использовались и другие термостойкие материалы, применявшиеся для герметизации, различных покрытий, изоляции, остекления и так далее. Большинство из них ко времени создания «Бури» советской промышленностью освоены не были, и их внедрение шло параллельно с работами по ракете.