Перед принятием на вооружение развернулось строительство ШПУ в будущих позиционных районах. Вот как описывает инспектирование строительства ракетных шахт заместитель главного конструктора Сергея Королева – Анатолий Абрамов:
"Приехали на одну из шахт (имеется в виду строящаяся шахта Р- 9А – прим. авт.), где основные бетонные работы были закончены и шел монтаж внизу. Устинов (в то время – председатель Военно-промышленной комиссии – прим. авт.) сразу же захотел посмотреть, как идет монтаж. Спуститься вниз можно было либо забравшись в бадью, которую кран опустит вниз, либо опуститься по скобам, забетонированным в стенку шахты. Болтаться в бадье Дмитрий Федорович признал не солидным и устремился к краю шахты, приглашая последовать за ним желающих генералов и полковников. Последовало замешательство. Командиры, потупив глаза, тоскливо посматривали на свои солидные животики и не слишком мозолистые и мускулистые руки. Но дисциплина и гордость взяли верх, и 2-3 человека начали спускаться. Минут через сорок группа вернулась. Вид у них был, как говорят, не позавидуешь: мокрые, бледные, тяжело дышащие. Если отбросить шутки, то эти немоложавые мужчины проявили большое мужество, ведь глубина соответствовала десятиэтажному дому". (Создатели ракетно-ядерного оружия и ветераны-ракетчики рассказывают. М.: ЦИПК. 1996. С. 21). Первоначально разработкой маршевого кислородно-керосинового двигателя первой ступени НК-9 (8Д717) для Р- М занималось Куйбышевское ОКБ-276, возглавляемое Николаем Кузнецовым. Ныне предприятие возглавляет Евгения Гриценко). Его конструкторское бюро специализировалось на разработке мощных турбовинтовых двигателей. В частности, здесь был разработан двигатель НК-12 для стратегического бомбардировщика ТУ-95.
Позже к работе был подключен колектив ОКБ-456, возглавляемый Валентином Глушко. В его конструкторском бюро был создан маршевый четырехкамерный ЖРД РД-111, который и был установлен на первой ступени ракеты.
"По сравнению с двигателями комплекса Р-7 были приняты следующие решения: отказаться от перекиси водорода как источника рабочего тела для турбины, обеспечив нужные параметры за за счет сжигания в газогенераторе части основных компонентов топлива с избытком горючего; отказаться от наддува баков азотом и следовательно, от азотной системы на борту ракеты. Наддув баков обеспечивать нагретыми газами: бак окислителя – кислородом, отбираемым поле насоса, испаряемым и подогреваемым в теплообменнике; бак горючего – газами, отбираемыми за газогенератором и охлаждаемыми до нужного уровня в том же теплообменнике. Теплообменник – агрегат двигателя; отказаться от рулевых камер и соответствующих агрегатов, впервые разработать компоновку мощного двигателя с качающимися четырьмя основными камерами при неподвижном относительно ракеты ТНА…".
