Эскизное проектирование малогабаритной низколетящей стратегической крылатой ракеты было начато в МКБ «Радуга» еще в 1971 г. Полномасштабная разработка Х-55 («Изделие 120») началась в середине 1976 г. По назначению ракета Х-55 аналогична американской крылатой ракете AGM-86В, но имеет принципиально иную конструкцию. Аэродинамическая схема нормальная самолетная со складывающимся прямым крылом. Длина ракеты около 6 м. Максимальный диаметр фюзеляжа 0,51 м. Размах крыла 3,1 м. Стартовый вес около 1250 кг. Вес боевой части 410 кг. Мощность спецзаряда 200-250 кт. Турбореактивный двухконтурный двигатель с тягой в 500 кгс подвешен под фюзеляжем в задней части ракеты. Маршевая скорость ракеты около 840 км/час. Маршевая высота полета 40-110 м. Дальность стрельбы до 2500 км. Система управления инерциальная с коррекцией по рельефу местности.

В середине 1970-х гг. в ОКБ Туполева был разработан проект переделки противолодочного самолета Ту-142М в стратегический ракетоносец Ту-142МС, который предполагалось оснастить двумя многопозиционными катапультными установками для подвески 12 крылатых ракет Х-55. Но сложности с обеспечением приемлемой центровки, а также большой объем необходимых доработок заставили отказаться от этого варианта. Было решено разместить на самолете только одну МКУ на шесть ракет. Этот проект послужил базой для нового самолета Ту-95МС с одной установкой МКУ и дополнительными ракетами Х-55 под крылом.

Переоборудование первого самолета Ту-142МК в Ту-95МС было закончено в сентябре 1979 г. В его грузоотсеке установили одну роторную МКУ (вес пустой установки 1550 кг). Сборка опытных образцов ракет типа «Изделие 120» была начата машиностроительным заводом в Дубне в начале 1978 г. Позже, из-за загрузки завода другими заказами, начался перевод производства ракет на Харьковское авиационное промышленное объединение. На первом этапе в ХАПО велось производство отдельных агрегатов, которые передавались для сборки в Дубну.

Первый вариант ракеты «Изделие 120» создавался с учетом того, что ракеты будут размещаться в фюзеляже носителя на многопозиционной катапультной установке. Таким образом, сечение ракеты в транспортном положении позволяло максимально использовать доступный объем отсека самолета-носителя. Позже, из-за задержки с созданием аналогичной ракеты КС-122 для ВМФ в ОКБ «Новатор», рассматривалась возможность постановки на вооружение флота крылатой ракеты Х-55, и конструкция последней была изменена - в транспортном положении по сечению она была вписана в габариты торпедного аппарата калибра 533 мм. Испытания крылатой ракеты велись на полигоне 929-го летно-испытательного центра НИИ ВВС СССР во Владимировке (Ахтубинск). Первые два экспериментальных пуска были неудачными. Первый полет опытный самолет Ту-95МС совершил в сентябре 1979 г., а через два года Ту-95МС был запущен в серию. Официально самолет Ту-95МС с ракетой Х-55 был принят на вооружение 31 декабря 1983 г.

На вооружение наших ВВС поступили два типа носителей ракет Х-55: Ту-95МС-6 с шестью ракетами на МКУ и Ту-95МС-16 с шестью ракетами на МКУ и десятью ракетами на внешней подвеске. Две катапультные установки, несущие по три ракеты, размещались на ближних к фюзеляжу крыльевых пилонах, еще две установки, на две ракеты каждая, крепились к внешним пилонам. Согласно договору ОСВ-2, ограничившему общее количество ядерных боеголовок на всех видах носителей, все подкрыльевые катапультные установки на Ту-95МС-16 были демонтированы. На базе ракеты Х-55 в МКБ «Радуга» была создана ее модификация Х-55СМ. Основное отличие Х-55СМ от базовой модели - дополнительные топливные баки, размещенные симметрично по обе стороны фюзеляжа. Стартовый вес ракеты увеличился до 1,5-1,7 т, а максимальный диаметр фюзеляжа - до 0,77 м. Дальность стрельбы возросла с 2500 км до 3000 км. Остальные данные близки к базовой модели. В 1987 г. начали поступать в эксплуатацию бомбардировщики Ту-160 с ракетами Х-55СМ. На каждом Ту-160 размещено по 12 ракет Х-55СМ на двух пусковых устройствах МКУ. Кроме того, ракеты Х-55СМ могут нести и бомбардировщики Ту-95МС-16.

В середине 1980-х гг. в МКБ «Радуга» на базе Х-55 была создана крылатая ракета, оснащенная обычной боевой частью (фугасной или кассетной). На выставке МАКС-93 эта ракета экспонировалась под индексом Х-65. Ракета Х-65 может применяться как со стратегических бомбардировщиков Ту-95 и Ту-160, так и с истребителей-бомбардировщиков, соответственно, с роторных пусковых устройств или одинарных балочных пусковых устройств. Пуск Х-65 может производиться с высоты до 12 км при скорости самолета-носителя 540-1050 км/час. Система управления Х-65 инерциальная с коррекцией по рельефу местности. Длина ракеты Х-65 - 6,04 м, максимальный диаметр фюзеляжа 0,514 м, размах крыла 3,1 м. Маршевая скорость полета ракеты около 840 км/час. Высота полета 40-110 м. Дальность стрельбы 500-600 км. Ракета Х-65 проходила испытания с конца 1980-х гг., данных о ее принятии на вооружение нет.

Для поражения надводных кораблей с эффективной поверхностью рассеивания 300 м2 на базе Х-55 создана противокорабельная ракета Х-65СЭ. По своим характеристикам она отличается от Х-65 лишь дальностью стрельбы (250-280 км) и системой управления. Боевая часть ракеты кумулятивно-фугасная весом 410 кг. Самолет-носитель (Ту-22М3 или другой) может осуществить пуск ракеты Х-65СЭ с высоты от 0,1 до 12 км на скорости 540-1050 км/час по морской цели, координаты которой известны лишь ориентировочно. Пуск ракеты осуществляется по принципу «выстрелил и забыл». В заданный район ракета летит на малой высоте, управляясь инерциальной системой наведения. В предполагаемом месте нахождения цели ракета увеличивает высоту полета и начинает барражировать, включив бортовую активную радиолокационную головку самонаведения, пока не захватит цель.

Модификации:
- Х-55 («Изделие 120») - первый опытный вариант крылатой ракеты, оптимизированный по конструкции для размещения на многопозиционной катапультной установке в фюзеляже самолета-носителя;
- Х-55 («Изделие 120», РКВ-500А) - серийная крылатая ракета большой дальности оптимизированная по конструкции для размещения в торпедном аппарате;
- Х-55ОК («Изделие 121») - опытная крылатая ракета большой дальности с системой управления с использованием оптической корреляции текущего изображения местности с эталонной фотоматрицей участка коррекции маршрута полета. Разработка 1987 г.;
- Х-55М («Изделие 124») - проект модернизации крылатой ракеты большой дальности;
- Х-55СМ («Изделие 125», РКВ-500Б) - крылатая ракета с увеличенной дальностью полета, оборудована конформными топливными баками, принята на вооружение в 1987 г., масса топлива в дополнительных конформных баках - 260 кг;
- Х-65 (Х-65СЭ) - проект КРБД с неядерной БЧ, вероятно, не реализован, но в 1990-е гг. неоднократно демонстрировался на выставках военной техники, так же как и Х-55СМ ракета оснащена конформными топливными баками. Впервые показана на Московском авиасалоне в 1992 г., а в 1993 г. - на выставке вооружений в Абу-Даби (ОАЭ);
- Х-555 - серийная крылатая ракета большой дальности с неядерной боевой частью и улучшенной системой наведения, конструктивно подобна ракете Х-55СМ, масса топлива в дополнительных конформных баках - 220 кг. Летные испытания ракет Х-555 проводились в ГЛИЦ им. В.П. Чкалова в Ахтубинске в 2002 г. Завершающие пуски государственных испытаний Х-555, начатых в 2004 г., выполнены 16 августа 2005 г. по полигону Пембой (Воркута) с самолетов Ту-160.