Они позволяли поражать цели на расстоянии до 12 км с вероятностью поражения залповым пуском 0,8…0,9. Осколочная БЧ при подрыве давала 1400 осколков массой по 6 г (прежде в конструкции БЧ дробление было неорганизованным, давая осколки произвольной массы с разной поражающей силой, что снижало эффективность). Помимо Р-8М были приняты учебные ракеты УР-8, не имевшие двигателя и БЧ, но оснащенные ГСН и КЗА для отработки перехвата. Р-8 имела схему, ставшую для отечественных ракет классической - развитое несущее оперение с элеронами и рулевые поверхности в носовой части. Для визуального наблюдения за полетом ракеты в ее хвостовой части был установлен трассер. Масса Р-8 равнялась 275 кг.

Комплекс включал в себя четыре основных составляющих: самолет-носитель, ракеты, радиолокационный прицел и средства наземного обслуживания. Этот случай стал первым и единственным, когда на базе одного самолета на вооружении авиации ПВО появились два комплекса перехвата: Су-9-51 с ракетами РС-2УС и Су-11-8М с ракетами Р-8М, автоматизированной системой управлений полетом и огнем (состоявшей из бортовой РАС, автомата-вычислителя и автопилота). Су-11 мог обнаруживать цели на больших расстояниях, вести их автосопровождение и пуск ракет при выходе на разрешенную дальность устойчивого захвата (до 12 км). Тем не менее, и К-8М позволяла перехватывать лишь неманевренные цели и атаковать их с задних ракурсов. По инициативе А.С. Яковлева в производство пошел и перехватчик Як-28П, также оснащенный РАС «Орел-Д» и ракетами модификации Р-8М1. В «тепловом» варианте они позволяли атаковать цели на высотах до 500 м (высотность «радийных» оставалась на уровне 5000 м, ниже ГСН теряла цель из-за влияния земли и переотражения сигнала).

Рост скоростей и нагрузок на рулевые поверхности ракет требовал создания простого, компактного и достаточно мощного источника энергии для рулевых приводов. Им стал ПАД (пороховой аккумулятор давления), представлявший собой зажигавшийся при пуске ракеты газогенератор. Вырабатываемые ПАД газы создавали рабочее давление в системе рулевых машин и раскручивали турбинку электрогенератора, позволяя обойтись без громоздких аккумуляторов.