Dla pocisku 8K67 opracowano dwa typy głowic, z których cięższa dysponowała mocą 10 megaton. Ta głowica, znana pod oznaczeniem 8F675, była najpotężniejszą głowicą wprowadzoną dotąd do służby przez Związek Radziecki. Kombinacja mocy głowicy z dużą – jak na owe czasy – celnością, stworzyła system zdolny do zagrożenia silosom amerykańskich pocisków ICBM. Głowica lekka zapewniała eksplozję o mocy 5 megaton. Według źródeł zachodnich głowice obu pocisków zapewniały eksplozję z mocą – odpowiednio – 18–25 Mt i 12–18 Mt. Biełous i in. podają, że głowica pojedyncza mogła przenosić ładunek termojądrowy o mocy 18 lub 25 Mt, a głowice typu MRV – 5 lub 10 Mt.
Wersja orbitalna pocisku (8K69), służąca do rażenia z orbity szczątkowej, wyposażona została w orbitującą głowicę, która miała własny układ naprowadzania oraz w silnik zapewniający stabilizację na orbicie i podczas wchodzenia w atmosferę. Testy w locie pocisku R-36 były przeprowadzane na poligonie rakietowym Bajkonur. Pierwsze testy pocisku 8K67 rozpoczęły się 28 września 1963 roku i trwały do maja 1966 roku. Wersja orbitalna była testowana od grudnia 1965 do maja 1966 roku.