4 марта 1961 года посредством экспериментальной Системы «А», разработанной под руководством Г. В. Кисунько при участии академиков А. И. Берга, А. Л. Минца и А. А. Расплетина (академик с июня 1964 года), был осуществлён перехват боевой головки баллистической ракеты-мишени в 60 километрах от стартовой площадки противоракеты. По данным аппаратуры регистрации, промах составил 31,8 метра влево и 2,2 метра по высоте при расчётном радиусе поражения 75 метров. Боеголовка ракеты Р-12 с весовым эквивалентом ядерного заряда разрушилась и частично сгорела в полёте.
В то же время В. Н. Челомей справедливо замечал, что, когда противник обладает несколькими тысячами боеголовок, противостоять его атакам посредством систем индивидуального обнаружения и поражения боевых блоков, в целом повторяющих созданные эффективные системы ПВО, нерационально и нереально.
Взлетев с аэродрома в Ваенге, доработанный стратегический бомбардировщик, получивший наименование Ту-95В, под командованием подполковника А. Е. Дурновцева через два часа достиг полигона «Сухой нос» на Новой Земле. Бомба на парашютной системе была сброшена с высоты 10 тысяч 500 метров.
30 октября 1961 года, в 11 часов 33 минуты по московскому времени на высоте 4 километра над целью был произведён взрыв. Мощность взрыва заметно превысила расчётную (51,5 мегатонны) и составила от 57 до 58,6 мегатонны в тротиловом эквиваленте. Ядерный гриб взрыва поднялся на высоту 67 километров, световое излучение потенциально могло вызывать ожоги третьей степени на расстоянии до 100 километров, при этом скалы в эпицентре взрыва от температурного и ударного воздействия приняли удивительно ровную форму. Вспышка была видна на расстоянии более 1000 км, её наблюдали в Норвегии, Гренландии и на Аляске, форма «шляпки» двухъярусная, диаметр верхнего яруса оценен в 95 километров, нижнего — в 70 километров, облако наблюдали за 800 километров от места взрыва. Взрывная волна трижды обогнула земной шар, сейсмическая волна в земной коре, порождённая ударной волной, также трижды обогнула земной шар, волна атмосферного давления, возникшая в результате взрыва, трижды была зафиксирована в Новой Зеландии: станция в Веллингтоне (Новая Зеландия) зарегистрировала увеличение давления в 21 час 57 минут 30 октября, в 7 часов 17 минут 31 октября (с юго-востока) и в 9 часов 16 минут 1 ноября (с северо-запада) с амплитудой 0,6; 0,4 и 0,2 миллибара соответственно; средняя скорость движения волны оценена в 303 метра в секунду, или 9,9 градуса дуги большого круга в час.
Иностранные СМИ, падкие до сенсаций, буквально захлебнулись в своих описаниях взрыва «Царь-бомбы». Н. С. Хрущёв торжествовал: 1961 год действительно был годом триумфа СССР в научно-технической и военной сферах: можно вспомнить и полёт Ю. А. Гагарина 12 апреля, и взрыв мощнейшей в истории термоядерной бомбы 30 октября.
Вероятно, под впечатлением этих успехов Н. С. Хрущёв предложил В. Н. Челомею создать противоракетную систему «Таран», когда большая группа атакующих боеголовок противника уничтожается на большой высоте, а порой и в космосе встречным ядерным взрывом, размещаемым на противоракете. Это был один из возможных вариантов построения системы ПРО, вероятно, более эффективный, чем системы индивидуального наведения ПРО, предлагаемые Г. В. Кисунько.
Как запомнил Г. А. Ефремов, инициатива создания системы ПРО «Таран» исходила именно от Н. С. Хрущёва.
В этих условиях В. Н. Челомею лично Н. С. Хрущёвым было поручено рассмотреть возможность использования МБР УР-100 с ядерным зарядом в качестве противоракеты против больших групп атакующих боевых блоков. «Ракета УР-100 разрабатывается как универсальная для поражения наземных целей и для противоракетной обороны страны», — говорилось в поручении ЦК КПСС и СМ СССР.
Это поручение было поддержано Маршалами Советского Союза Р. Я. Малиновским, М. В. Захаровым, С. С. Бирюзовым, маршалом авиации В. А. Судцом, министрами П. В. Дементьевым, В. Д. Калмыковым, Е. П. Славским, первым заместителем председателя Комиссии Президиума СМ СССР по военно-промышленным вопросам С. И. Ветошкиным, но не одобрено председателем вышеупомянутой комиссии Д. Ф. Устиновым.
Поручение было оформлено Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 30 марта 1963 года «О создании ракетного комплекса УР-100».