为紧凑，可以实现地下井部署，从而大大提升了导弹的生存能力。另外，R-16在弹体中集成了飞行控制单元，从而不再需要R-7所必需的众多地面控制站对导弹的飞行轨道进行纠正。扬格利的设计局在可贮存液体推进剂方面拥有较多经验（通过研制R-12和R-14两种中程弹道导弹）。R-16被设计成一种两级液体弹道导弹，用铝镁合金制造弹体，拥有一个细长的推进剂贮箱。研制工作在1956年获苏联政府批准，1957年基本设计方案完成。为了试验飞行，在拜科努尔航天发射场为R-16修建了地面发射设施（41号发射阵地的两个发射工位，代号