После целой серии наземных испытаний 1 сентября 1957 г. был произведен первый пуск ракеты «350» (если не считать попытки пуска, состоявшейся 31 июля того же года). Однако он оказался неудачным - при старте произошел преждевременный сброс газовых рулей и ракета через несколько секунд упала и взорвалась. Затем последовали еще три пуска, в которых нормальный полет прервался еще до расцепки ступеней: во втором - на 31-й секунде, в третьем - на 63-й и в четвертом - на 81-й секундах. Только 22 мая 1958 г. в пятом от начала испытаний пуске успешно прошла расцепка и был запущен СПВРД маршевой ступени. И вновь - три не очень удачных пуска…

Сроки поджимали, успехи, достигнутые ОКБ-1 МОП на пути создания МБР Р-7, оставляли все меньше и меньше шансов для ее крылатых конкурентов. Уже в конце 1957 г. были прекращены работы по мясищевско-му «Бурану», который так и не успел совершить ни одного полета. Переломным в ходе испытаний ракеты «Буря» стал состоявшийся 28 декабря 1958 г. девятый пуск. В этот раз продолжительность полета составила 309 секунд. В десятом и одиннадцатом пусках получили рекордные для того времени результаты: дальность полета 1350 км при скорости 3300 км/ч и 1760 км при скорости 3500 км/ч. Ни один еще летательный аппарат в Советском Союзе не летал в атмосфере так далеко на скоростях, близких к М=3. На следующей ракете впервые установили астронавигационную систему наведения. К сожалению, этот пуск оказался неудачным. В тринадцатом пуске ракета «350» испытывалась уже в новой компоновке с модернизиро-ванными ускорителями с ЖРД С2.1150 вместо прежних С2.1100 и маршевым СПВРД с укороченной камерой сгорания - РД-012У.