Ранее, в IV квартале 1971 года, были выпущены технические предложения по разгонному блоку (ЯРБ) с атомным двигателем схемы «А» с тягой около 3,6 тонны-силы. Работы над названным разгонным блоком были прекращены прежде всего из-за сложности обеспечения радиационной безопасности, а также ввиду договора с США, запрещавшего использование на космических объектах ядерных реакторов.
«Протон-К» с разгонным блоком «Д» регулярно использовался для запуска различных научных, военных и гражданских космических аппаратов. Трёхступенчатый «Протон-К» использовался для выведения полезной нагрузки на низкие орбиты, четырёхступенчатый — для выведения космических аппаратов на высокоэнергетические орбиты. В зависимости от модификации ракета была способна вывести до 21 тонны полезной нагрузки на орбиту высотой 200 километров и до 2,6 тонны на геостационарную орбиту (ГСО). В настоящее время производство «Протона-К» прекращено. Последняя РН этой серии была выпущена в конце 2000-х годов и хранилась в арсенале. Её пуск был произведён 30 марта 2012 года для вывода на орбиту последнего спутника серии УС-КМО с помощью последнего РБ версии ДМ-2.
Выпуск, эксплуатацию и совершенствование ракет УР-500К с самого начала осуществляло КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В. Хруничева.
С 2001 года в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева выпускается более современная модификация ракеты — 8К82КМ «Протон-М». Новый вариант РН «Протон» отличается повышенной экологичностью, цифровой системой управления и новым разгонным блоком 14С43 «Бриз-М», что позволило заметно увеличить полезную нагрузку при выведении на геопереходную и геостационарную орбиты. Модифицированная версия позволяет устанавливать обтекатели больших размеров по сравнению с «Протон-К».
ГКНПЦ им. М.В. Хруничева разработал новый разгонный блок «Бриз-М». Создание блока «Бриз-М» — только один из этапов модернизации ракеты-носителя «Протон-К». В результате осуществления целого комплекса мероприятий в рамках этой модернизации ракета приобрела новый технический облик и более широкие возможности, получая при этом новое название — «Протон-М». 7 апреля 2001 года состоялся первый пуск модернизированной ракеты «Протон-М» с цифровой системой управления и новым разгонным блоком «Бриз-М». А 11 февраля 2009 года была выведена на геостационарную орбиту рекордная для ракет-носителей СССР/России полезная нагрузка весом около 3700 килограммов (спутники «Экспресс AM-44» и «Экспресс МД-1»).
В РН «Протон-М», в сравнении с «Протон-К», также был реализован ряд улучшений: на первой ступени применены форсированные до 112 процентов по тяге, более лёгкие двигатели РД-276 вместо РД-253, что позволило увеличить стартовую массу ракеты до 700 тонн за счёт дозаправки топлива в двигатели первой ступени.
Кроме того, в конструкции «сухих» отсеков на верхних ступенях применены композиционные материалы, а электропитание системы управления обеспечивается от литиево-ионных батарей массой в 2,3 раза меньшей, чем у используемых ранее кадмиево-никелевых аккумуляторов. Топливный отсек на третьей ступени изготовлен из алюминиевого сплава 1201, имеющего более высокие прочностные характеристики, чем у АМг6.
УР-500 «Протон», «Протон-К» и «Протон-М» на 1 января 2014 года совершили 393 старта, из них 346 успешных.
В мемуарах Н.С. Хрущёва «Воспоминания» есть запись:
«Сегодня 7 июля 1971 г., понедельник. Продолжаю воспоминания о ракетном оружии. Его создание приобрело бурный характер. Королёв, Янгель, Челомей… Все они работали над ракетами дальнего действия, большой грузоподъёмности и крупных зарядов. Создавалось несколько марок таких ракет. Другие талантливые конструкторы разрабатывали реактивное оружие против танков, зенитные ракеты и ракеты ближнего действия. Челомей же буквально засыпал нас новыми предложениями: глобальные ракеты, межконтинентальные ракеты, ракеты классов “корабль — земля” и “земля — корабль”. Он сумел сделать мобильную межконтинентальную ракету. Её мы приняли на вооружение взамен некоторых янгельских… Его (Челомея) предложения действительно оказались универсальными и к тому же наиболее выгодными и экономически, и в смысле мобилизационной боеготовности. Потом он же предложил тяжёлую ракету, которая поднимала в космос груза больше, чем ракета Королёва… Развивалась творческая конкуренция» [147].