Совместные испытания ЗРК начались в 1976 г. на Эмбенском полигоне (начальник полигона Б.И. Ващенко) под руководством комиссии во главе с О.В. Купревичем, а к концу года он был принят на вооружение под шифром "Куб-М3".
В 1979 г. по результатам разработки помеховых средств, созданных для подавления ЗРК "Хок", но эффективных также и против ЗРК "Куб", комплекс прошел очередную доработку. Усовершенствованная модификация, получившая обозначение "Куб-М3С" (2К12МЗС), обеспечивала эффективное применение и при использовании противником подобных помех, но при этом показатели дальности ЗРК снижались на 20 %.
В 1981 г. был разработан наиболее совершенный вариант комплекса "Куб-М3А" (2К12МЗА). В модернизированной ракете, обозначенной 3М9М4, использовался усовершенствованный двигатель с титановым корпусом, с применением нового топлива. Масса боевой части была увеличена с 50 до 70 кг. Комплекс с новой ракетой успешно прошел совместные испытания, но в серию не внедрялся. На смену "Кубу" в производстве уже шел ЗРК "Бук" с ракетой 3M38.
В последние годы на международных авиационно-космических выставках представлялась еще одна модификация ЗУР — переоборудованная из боевой ракеты мишень ЗМ20МЗ, предназначенная для имитации воздушных целей с ЭПР 0,7–5 м 2, летящих на высоте до 6–7 км по трассе протяженностью до 20 км. Взамен боевой части и радиовзрывателя она оснащается специальным блоком, обеспечивающим в соответствии с заданной программой полет по траектории с осуществлением маневров с перегрузкой до 5–8 единиц, выброс тепловых ловушек, радиосопровождение и самоликвидацию. Наряду с реализацией горизонтальных, в том числе низкс)высотных траекторий возможен баллистический полет на дальность до 50 км. Для применения мишеней самоходные установки разведки и наведения 1С91 и штатные ГСН ракет не задействуются.
Серийное производство самоходных установок разведки и наведения комплекса "Куб" всех модификаций было организовано на Ульяновском механическом заводе Минрадиопрома (МРП), самоходных пусковых установок — на Свердловском машиностроительном заводе им. М.И. Калинина МАП, ракет — на Долгопрудненском машиностроительном заводе МАП.
В ходе серийного производства ЗРК семейства "Куб" с 1967 г. по 1983 г. было выпущено более 500 ЗРК, несколько десятков тысяч ГСН. На испытаниях и учениях выполнено более 4000 пусков ракет.
ЗРК "Куб" под шифром "Квадрат" по внешнеэкономическим каналам поставлялся в вооруженные силы 25 стран (Алжира, Анголы, Бенина, Болгарии, Боснии-Герцеговины, Гвинеи, Венгрии, Вьетнама, Египта, Индии, Ирака, Йемена, Кубы, Северной Кореи, Кувейта, Ливии, Мавритании, Мозамбика, Никарагуа, Польши, "Фронта Плисарио", Румынии, Сирии, Словакии, Словении, Сомали, Танзании, Хорватии, Чехословакии, Югославии, Эфиопии и др.).
