Разработка ракеты Р-11В на высококипящих компонентах: азотной кислоте и керосине была начата в 1953 году в НИИ-88 (ОКБ-1). Главный конструктор - С.П. Королёв .
Р-11 по сравнению с Р-1 имела в 2,5 раза меньшую стартовую массу при той же дальности полёта. Малые габариты при высоких лётно-тактических характеристиках, возможность длительного хранения в заправленном состоянии делали возможным использование ракеты в подвижном варианте на транспортных средствах различного типа.
Жидкостный двигатель С2.253А (главный конструктор - Исаев) с вытеснительной подачей компонентов топлива работал на горючем Т-1 (керосине) и окислителе АК-20И. Компоненты топлива под давлением редуцированного воздуха из специального пневмоблока прорывали мембраны и, поступая в газогенераторы, самовоспламенялись. Возрастающее давление прорывало мембраны газогенераторов, и газы поступали в баки горючего и окислителя, создавая давление, необходимое для вытеснения компонентов в двигатель. 
Система управления - инерциальная. Расчетное отклонение по дальности и боковое ±3000 м. 
Самоходная ПУ об. 803 для ракет 8А61 и 8К11 была разработана на Лининградском Кировском заводе в 1955-1956 годах под руководством К.Н.Ильина . Пусковая установка установлена на шасси артиллерийской установки ИСУ-152К. Вес ПУ 40 т, максимальная скорость хода 42 км/час. Отличительной особенностью конструкции явилось то, что ракета в походном положении лежала на характерной трубчатой стреле, напоминающей своими контурами остов лодки. Перед пуском ракета приводилась в вертикальное положение и устанавливалась на консольно закрепленный на корме пусковой ствол. ПУ 06.803 получила индекс 8У218 и серийно выпускалась Кировским заводом с 1959 года. 06.803 был снят с производства по Постановлению № 1116 от 10.10.1962 г. 
Летные испытания Р-11 были начаты в апреле 1953 года на полигоне Капустин Яр. Первый этап испытаний проводился с 18 апреля по 2 июня 1953 года и предусматривал пуски 10 ракет. Первый успешный пуск ракеты Р-11 состоялся 21 мая 1953 года.
По результатам летных испытаний был проведен ряд доработок конструкции ракеты - установлены заборные устройства в баках, позволявшие обеспечить практически полное их опорожнение. Существенным изменениям подверглась конструкция двигателя, были приняты меры для обеспечения его полной герметизации.
Второй этап испытаний состоялся с 20 апреля по 13 мая 1954 года. Из десяти пусков ракеты Р-11 девять ракет достигли дальности 270 км с вероятным отклонением по дальности 1,19 км и боковому отклонению 0,66 км.
С декабря 1954 года по январь 1955 года были проведены пять успешных пристрелочных испытаний. После 10 зачетных испытаний в январе - феврале 1955 года ракета Р-11 13 июля 1955 года была принята на вооружение. Всего за период испытаний было произведено 35 пусков из кторых 29 были удачными.
В 1958 году переданы в состав Сухопутных войск три инженерные бригады РВГК, имевшие на вооружении ракетные комплексы Р-11 оперативно- тактического назначения.
По Постановлению Правительства от 26 августа 1954 года была разработана ракета Р-11М для Сухопутных Войск, которая в отличие от Р-11 оснащалась ядерным зарядом "РДС-4" мощностью 10 кт. После проведения пяти зачётных пусков в 1958 году Постановлением Правительства от 1 апреля 1958 года ракету Р-11М приняли на вооружение.
Для штатной эксплуатации ракеты Р-11М в ОКБ-1 был создан подвижный комплекс наземного оборудования: пусковой стол перевозился на автомобиле, а в боевое положение устанавливался прямо на грунт. Впоследствии по техническому заданию ОКБ-1 на Ленинградском Кировском заводе для ракеты Р-11М разработали самоходный стартовый агрегат на базе тяжелого танка. Такой стартовый агрегат мог выйти в заданный район с заправленной ракетой, за короткое время подготовить и осуществить ее запуск, затем возвратиться на базу, взять новую ракету и выполнить пуск из другого района. Причём время подготовки ракеты к пуску сокращалось с двух часов до 30 минут.
На базе ракеты Р-11 была создана геофизическая ракета Р-11А, пуски которой осуществлялись на Новой Земле по программе международного геофизического года в 1958 году. 
20 августа 1957 года вышел приказ МО о передаче ракет Р-2 Китаю. В дальнейшем туда передали и Р-11. В 1960- 1961 годах в КНР сформировано 20 полков с ракетами Р-2 и Р-11.