הספינות מדגם סער 2 חומשו במערכת נשק משוכללת ומכ"ם בקרת אש, תותח חרטום 40 מ"מ, ושמונה טילי גבריאל. (שניים על גבי משגרים קבועים מלפני הגשר, וששת הנותרים על גבי שני משגרים מצטודדים מאחורי הגשר עם שלושה טילים כל אחד).
מבין הספינות ללא טילים מדגם סער 1, אח"י "מזנק" שודרגה ראשונה והורכבה עליה מערכת טילי גבריאל. בתצורה זאת נכנסה למלחמת יום הכיפורים. אח"י מבטח ואח"י משגב שודרגו לאחר מלחמת יום הכיפורים לתצורת סער 2 ובכך הפכו כל ספינות השייטת ליחידות לחימה נושאות טילים.
הסדרה הראשונה של שש ספינות הסער צוידה בשני תותחי 40 מ"מ תוצרת חברת ברדה באיטליה. הטווח היעיל שלהם הוערך בכשלושה ק"מ. בחברת אוטו מלרה באיטליה פותחו תותחים בינוניים, בעלי קצב אש גדול, לשימוש כנגד מטוסים ומטרות מהירות. נודע על תותח אוטו מלרה 76 מ"מ שנמצא כבר בשלבי גמר פיתוח. התקנת התותח תיתן עדיפות על סירות חמושות וטווח הירי היעיל הוגדל לשמונה ק"מ. התקבלה החלטה לגבי הסדרה השנייה על שדרוג התותחים: הותקן תותח אחד 76 מ"מ בחרטום, הורדו שני תותחי ה-40 מ"מ והוסר הסונאר לגילוי צוללות. צורת הגוף ומערכות ההנעה נותרו כשהיו. שיפור נוסף שהוכנס ביזמתו של הדר קמחי וזאת לאחר נפילתו לים והיעלמותו של איש צוות מהמשחתת אח"י יפו, היה פתח מעבר בין חדר מכונות אחורי למגורי הירכתיים שנקרא מעבר החתול. על ידי כך ניתן היה לעבור בין המדורים ללא צורך לעלות לסיפון. שש הספינות בסדרה זו, שהוזמנו במסגרת מימוש אופציה בחוזה עם מספנות שרבור, הוגדרו מאוחר יותר כדגם "סער 3".
ספינות שרבורג.
החרפה נוספת באמברגו התרחשה ב־3 בינואר 1969 לאחר הפשיטה הישראלית על שדה התעופה הבינלאומי בביירות וכלל גם את ספינות הטילים. שתי ספינות, אח"י עכו ואח"י סער, הצליחו לצאת לפני יישומו וחמש ספינות שהיו בשלבי בנייה אחרונים נשארו במספנה. ב-22 בדצמבר 1969 נסתיימה בנייתה של הספינה האחרונה, אח"י חץ. ספינות אלה כונו "ספינות שרבורג".
חילוץ הספינות משרבור הוסווה כוויתור ישראלי על הספינות ומכירתן לחברה נורווגית לחיפושי נפט שנרשמה בפנמה. הליך פורמלי זה מנע את האפשרות שהפלגת הספינות תיתפס בעיני ממשלת צרפת ומדינות אחרות כמעשה פלילי של מדינת ישראל. במקביל להליך זה בוצעו הכנות למסע ארוך של הספינות לחופי ישראל. בחשאי הוסיפו לספינות מכלי דלק מגומי, צוותים של אנשי חיל הים הגיעו במסווה אזרחי לצרפת ושתי אניות של חברת הספנות הלאומית "צים" גויסו לצורך תדלוק בלב ים.
המבצע שכונה בשם "נועה" החל בליל חג המולד, 25-24 בדצמבר 1969. הספינות, שלא היו חמושות, הפליגו לדרכן בפיקודו של הדר קמחי בשעת לילה מאוחרת. את המסע בן 3,154 מיל ימי עברו בים סוער במיוחד, בעיקר באוקיינוס האטלנטי מפרץ ביסקאיה, ספרד, ופורטוגל עד למצר גיברלטר. בדרכן הן תודלקו פעמיים: בחוף הספרדי מערבית לגיברלטר מאניית הסוחר "לאה" בפיקודו של רב חובל אמנון תדמור, ומאניית הגלנוע "דן" בפיקודו של רב חובל יוסף דרור דרומית למלטה.
עד התדלוק השני ב-29 בדצמבר, הפליגו חמש הספינות יחד. המודיעין הימי העביר מידע שהצי המצרי שלח משחתת מדגם "סקורי" כנגדם. לאחר שהמשחתת יצאה, אירעה בה תקלה בדוודים והיא שבה למצרים. בעת התדלוק השני, שהחל בשעות הבוקר והסתיים בלילה, הגיעה לאזור ספינת ביון סובייטית שעקבה מקרוב אחר הנעשה. הדר קמחי שלח שתי ספינות, את אח"י "געש" ואח"י "חץ" (מדגם סער 3), בפיקוד סא"ל עזרא קדם לדרכן. יתר שלוש הספינות יצאו בגמר התדלוק באותו נתיב שעבר מצפון לאי כרתים. מזרחית לרודוס חברו חמש הספינות ואז גם הגיעו מטוסי פנטום של חיל האוויר לליווי ואבטחה.
בשעות הערב 31 בדצמבר הגיעו הספינות לנמל הקישון ברציף מספנות ישראל.
תורת הלחימה ומימושה.
"'תורת הלחימה"' המקורית עוצבה בשייטת בראשית שנות ה-70 של המאה ה-20. תורת לחימה זו התבססה על הפעלת יחידות לחימה רבות ביזמה התקפית על מנת להשיג עדיפות מקומית ולהתגבר על יתרון הטווח של טילי הסטיקס שבידי האויבים. ההערכה הייתה שקרבות הטילים יתנהלו בלילה כדי להמעיט ביכולתו של חיל האוויר הישראלי להתערב. נקבע שיחידת הלחימה הטקטית המינימלית תהיה זוג ספינות סער. במטרה להתגבר על יתרון טווח הטילים של האויב גובשה דרך להיערכות חשאית מבלי להתגלות לחיישני האויב. התורה גובשה על ידי מפקד השייטת, אל"ם הדר קמחי, בהתאם לנתוני המודיעין הימי. התורה תורגלה כך שכל אנשי הצוות, מרמת המפקד ועד אחרון איש הצוות הזוטר, ידעו מה נדרש מכל אחד מהם בכל שלב של הקרב. אמצעי חיוני להטמעתה היה "התחקיר השייטתי" שנערך לאחר כל תרגיל והפלגה מיוחדת. התחקירים בוצעו בצורה חושפנית ובהדרגה נבנה ביטחון בכוח ואמון ביכולת הצוותים והמפקדים.
שייטת הסטי"לים מימשה את תורת הלחימה במלחמת יום הכיפורים ב-1973. ספינות הסער הופעלו ביוזמה התקפית והפגינו מיומנות בקרב. הקרבות נערכו בקרבת חופי האויב שהייתה לו עדיפות רבה במספר כלי השיט. תפישת ספינות הסער מומשה בכך שבכל קרב הייתה עדיפות טקטית ישראלית. הניצחונות בקרבות הטילים בקרבת החוף גרמו לכך שהמצור שהוכרז על ישראל בים התיכון לא מומש. משחתות הסקורי המצריות שעסקו בכך נסוגו מהגזרה ללא קרב ואספקת תחמושת ומטוסים לישראל התאפשרה בנתיבים הימיים גם תוך כדי הלחימה. הקרבות הימיים בקרבת חופי האויב והסרת המצור הימי חדרו לתודעת האויב והציגו את חיל הים הישראלי ככוח מרתיע ובעל כושר הכרעה.
מאז ממשיכה שייטת ספינות הטילים להוות את הכוח העיקרי לביצוע משימות חיל הים.
הכנות למלחמה 1969–1973.
כושר לחימה - הגעת "ספינות שרבורג" סימלה את תחילתה של תקופת ארגון השייטת כיחידה לוחמת. טיל "גבריאל" ראשון בעל ראש קרבי נורה ב-7 באפריל 1969 מאח"י חיפה (סער 2) בפיקודו של אלי רהב לעבר המשחתת אח"י חיפה שהוצאה משירות. שיגור מוצלח זה היה עדיין במסגרת ניסויי הטיל והיה צורך לסיים את התקנת מערכות הטילים, נשק ואמצעים אלקטרוניים על הספינות.
בתחילת 1970, עם הגעת חמש הספינות האחרונות משרבור (מבצע נועה) מנתה השייטת 12 ספינות. בזמן חירום נתנה אפשרות ליצירת שלושה כוחות משימה בו זמנית - לגזרת מצרים, לגזרת סוריה וכן עתודה וביצוע סיורי נצ"ל (נגד צוללות) במבואות נמל חיפה. ספינות הסער היו משלושה דגמים: סער 1 ו-2 - שש ספינות שתוכננו והוזמנו מהגרמנים אך ייצורן נעשה בשרבור. ספינות אלה היו חמושות בתותחי 40 מ"מ כאשר המונח "סער 1" ציין את המצב בהן היו ספינות תותחים ונצ"ל בלבד, עד שהותקנו בהן מערכות הטילים. שש ספינות נוספות היו מדגם סער 3 שתוכנן לשאת תותח 76 מ"מ והוזמנו בשרבור. עד 1973 הותקנו טילים גם בספינה "מזנק" וכך הפכה לדגם "סער 2". בשנים אלה פותחה תורת הקרב לספינות הסער והשייטת ביצעה תרגילים שבהם נבחנו טקטיקות לחימה הכוללות הפעלה מתואמת של מרבית כלי השיט להשגת עדיפות טקטית. מתקן אימונים טקטי ("מת"ט") שנבנה בבסיס ההדרכה במהלך 1971 איפשר ניהול תרגילים ואימון הקצינים בתרחישי קרב שונים ודימוי מצבים שלא היה ניתן לייצר בתנאי אמת.
מלחמת ההתשה - ב-13 במאי 1970 ביצעה אח"י סער סיור בט"ש "מקסיקו" מצפון לאל עריש. הספינה גילתה פעילות של סטי"ל אוסה מחוץ למבואות פורט סעידץ גם אח"י חיפה שהייתה באזור חיפה גילתה את מכ"ם האוסה וזאת בטווח מעל 160 מייל. ובהמשך אף ירי טיל לכיוונה. כעבור יום הסתבר שספינת הדיג הישראלית "אורית" טובעה בירי 4 טילים על ידי אותה אוסה מצרית. כדי להצדיק פעולה נגד כלי שיט אזרחי תמים, תוך עבירה על חוקי המלחמה, הגדירו המצרים את המטרה כ"שקמונה", שהיא ספינת מחקר של המכון לחקר ימים ואגמים לישראל (חיא"ל). לטענת המצרים השקמונה הייתה ספינת ביון. הטילים התפוצצו בקרבת הספינה והיא התפרקה ושקעה. שניים מאנשי צוותה נהרגו ושניים שחו שעות רבות עד שהגיעו לחוף וניצלו. הייתה זו הוכחה שטילי הסטיקס בידי המצרים עלולים לפגוע בספינות הטילים. ייתכן שהמצרים גילו את פעילותה של אח"י סער והחליטו לטמון לה מארב. היו טווחי גילוי מכ"ם מיוחדים וגדולים מהממוצע באותו לילה. המשמעות שגם מטרות קטנות התגלו בטווחים ארוכים מאוד.
ספינות לים האדום - ספינות הסער שנבנו בשרבור תוכננו לזירת הים התיכון והוצבו שם. לאחר כיבוש סיני במלחמת ששת הימים ראה שר הביטחון משה דיין צורך להפעיל כוחות ימיים בזירה זאת שיהיו מסוגלים למנוע הסגר ימי. הריחוק של זירת העימות באב אל מאנדב מנמל הבית - בסיס מפרץ שלמה בשארם א-שייח' - תנאי הים ומזג האוויר הקשה של הים האדום דרש ספינות גדולות יותר. על פי הנחיית שר הביטחון הוזמנו שש ספינות במספנות ישראל שיתאימו לזירת ים סוף. ספינות אלה תוכננו על ידי אותם המתכננים של הספינות שנבנו בשרבור ושולבו בהן הלקחים שנלמדו מהפעלתן. הספינה הראשונה מהדגם החדש סער 4 אח"י רשף הצטרפה בתחילת שנת 1973 והשנייה אח"י קשת הושקה בסוף אוגוסט באותה שנה. ספינות אלה תוכננו לצאת למסע סביב אפריקה ב-15 באוקטובר 1973, אך פריצת מלחמת יום הכיפורים דחתה את ההפלגה.
סיורי ביטחון שוטף - ספינות השייטת סייעו במשימות ביטחון שוטף. במרוצת שנים אלה לכדו ספינות השייטת ארבע ספינות מחבלים שהיו בדרכן לפיגועים בישראל. הלכידה הראשונה של סירת מחבלים על ידי סטי"ל אירעה ב-27 ביולי 1970. אח"י "חץ" מדגם סער 3 לכדה סירה ובה שלושה מחבלים בדרכם לרצועת עזה, ממערב לראש הכרמל.