Для ограничения скорости проворота ракеты по крену на ЗУР применены расположенные позади крыльев отдельно стоящие роллероны.
При сохранении диаметра корпуса и размаха крыла ЗУР комплекса 'Стрела-1' длина ракеты 9М37 увеличена до 2,19 м.
Для повышения эффективности боевого снаряжения при сохранении прежней массы (3 кг) осколочно- фугасной боевой части в БЧ ЗУР 9М37 были использованы стержневые (режущие) поражающие элементы.
Введение в комплекс 'Стрела-10СВ' аппаратуры оценки зоны пуска 9С86, автоматически вырабатывающей данные для отработки требуемых углов упреждения, позволило своевременно осуществлять пуски ракет. Ее основу составляли когерентно-импульсный радиодальномер миллиметрового диапазона волн, обеспечивавший определение дальности до цели (в пределах от 430 до 10300 м с максимальной ошибкой не более 100 м) и радиальной скорости цели (с максимальной ошибкой не более 30 м/с), а также аналого-дискретное счетно- решающее устройство, которое определяло границы зоны пуска с максимальными ошибками 300-600 м и углы упреждения при пуске со средними ошибками 0,1-0,2°.
В комплексе 'Стрела-10СВ' появилась возможность обстреливать более скоростные цели по сравнению с ЗРК 'Стрела-1М'; расширились границы зоны поражения. Если комплекс 'Стрела-1М' не был защищен ни от естественных, ни от организованных оптических помех, то ЗРК 'Стрела-1 ОС В' при работе с использованием теплового канала ГСН был защищен от естественных помех и в определенной мере – от одиночных преднамеренных оптических помех-ловушек. Однако в ЗРК 'Стрела-10СВ' еще оставались многие ограничения эффективной стрельбы с использованием как фотоконтрастного, так и теплового каналов ГСН ЗУР.
По совместному решению ГРАУ МО и Миноборонпрома и согласованному между ними ТТЗ в 1977 году разработчики комплекса 'Стрела-10СВ' провели его модернизацию путем усовершенствования ГСН ЗУР и аппаратуры запуска ракет боевых машин 9А34 и 9А35. Комплекс получил название 'Стрела-10М' (9К35М).
ГСН ракеты 9М37М селектировала по траекторным признакам цель и организованные оптические помехи, что позволило снизить эффективность тепловых помех-ловушек.
По всем другим характеристикам комплекс 9К35М остался аналогичным комплексу 'Стрела-10СВ', за исключением некоторого увеличения (на 2-3 секунды) работного времени при стрельбе в условиях помех.
Испытания ЗРК 9К35М проводились с января по май 1978 г. на Донгузском полигоне (начальник полигона В.И. Кулешов) под руководством комиссии, возглавляемой Н.В.Юрьевым. Комплекс 'Стрела-10М' был принят на вооружение в 1979 году.
В 1979-1980 гг. по поручению ВПК от 31 июня 1978 г. была проведена дальнейшая модернизация комплекса 'Стрела-10М'.
В ходе модернизации разработана и введена в боевые машины комплекса аппаратура автоматизированного приема целеуказания 9В179-1 от батарейного командирского пункта ПУ-12М и командного пункта начальника ПВО полка ППРУ-1 ('Овод-М-СВ') или от РЛС обнаружения, оснащенных аппаратурой АСПД-У, а также аппаратура отработки целеуказаний, обеспечивавшая автоматизированное наведение пускового устройства на цель. Введены в комплект боевых машин комплекса откидывающиеся от бортов боевых машин поплавки из пенополиуретана для преодоления водных преград вплавь с полным боекомплектом ЗУР и пулеметом, а также дополнительная радиостанция Р-123М для обеспечения приема телекодовой информации.
Полигонные испытания опытного образца комплекса, получившего наименование 'Стрела-10М2' (9К35М2), были проведены на Дон- гузском полигоне (начальник полигона В.И. Кулешов) в июле-октябре 1980 г. под руководством комиссии, которую возглавлял Е.С.Тимофеев.
В результате испытаний было установлено, что в заданной зоне поражения с использованием автоматизированного приема и отработки ЦУ (при самонаведении ЗУР по фотоконтрастному каналу без помех) ЗРК обеспечивает эффективность стрельбы одной ЗУР по истребителям на встречных курсах, составляющую 0,3 на дальности 3,5 км и 0,6 в диапазоне дальностей от 1,5 км до ближней границы зоны, что превышало эффективность стрельбы комплекса 'Стрела-10М' на 0,1-0,2 на тех же дальностях. Это достигалось за счет увеличения дальности обнаружения цели с 6,8 до 8,4 км, сокращения работного времени при ЦУ с 8,5 до 6,5 с, увеличения частости непропуска цели с 0,7 до 1, сокращения времен доведения ЦУ до оператора (в 2,5 раза) и отработки целеуказания (в 2 раза).
Комплекс 'Стрела-10М2' в 1981 году был принят на вооружение.
По инициативе ГРАУ МО и 3 НИИ МО и последовавшему за ней решению ВПК от 1 апреля 1983 г. №111, в период 1983-1986 г.г. под шифром 'Китобой' была проведена модернизация ЗРК 'Стрела-10М2'. Она осуществлялась кооперацией предприятий, разработавшей ЗРК 'Стрела-10' и другие его модификации.
По сравнению с ЗРК 'Стрела-10М2', модернизированный комплекс должен был иметь большую зону поражения и обладать более высокой эффективностью и помехозащищенностью в условиях интенсивных организованных оптических помех, обеспечивать стрельбу по всем типам низколетящих воздушных целей (самолетам, вертолетам, крылатым ракетам, дистанционно- пилотируемым аппаратам).
Совместные испытания опытного образца ЗРК 'Китобой' проводились с февраля по декабрь 1986 г. в основном на Донгузском полигоне (начальник полигона М.И. Ткаченко) под руководством комиссии под председательством А.С.Мельникова. Часть опытных стрельб была проведена на Эмбенском полигоне.
В 1989 году после доработки ЗУР 9М333 ЗРК был принят на вооружение Советской Армии под названием 'Стрела-10М3' 9K35M3.
Входящие в состав ЗРК боевые машины 9A34M3 и 9A35M3 имели новый оптический визир с двумя каналами с переменными полем зрения и кратностью увеличения: широкопольный – с полем зрения 35° и увеличением 1,8
