Необходимость разработки новой РН была вызвана постоянно возрастающей потребностью регулярного выведения на орбиты ИС3 КА различного назначения. Использование для этих целей мощной РН Р-7 («Спутник», «Восток», «Восход») или легкой РН «Космос» было или экономически нецелесообразно, или не обеспечивало решения задач по энергетическим возможностям.
Трансформация боевой ракеты Р-14 в космическую ракету-носитель была осуществлена путем установки на частично доработанную первую ступень разработанной вновь второй ступени.
На обеих ступенях применялись одинаковые самовоспламеняющиеся компоненты топлива: несимметричный диметилгидразин и азотная кислота. Двигательная установка второй ступени впервые в Советском Союзе обеспечивала двукратный запуск маршевого двигателя, что позволяло двухступенчатой ракете выводить КА на высокие околоземные орбиты.
Характерной особенностью РН являлась возможность работы двигателя второй ступени на трех режимах.
1 – основной. В этом режиме двигатель в полете мог работать дважды.
2 – режим работы рулевых камер. Использовался для стабилизации полета ракеты до, во время и после работы двигателя на первом режиме.
3 – режим малой тяги. Использовались для ориентации ракеты и создания незначительных ускорений, обеспечивающих второй запуск двигателя на основной режим.
РН «Космос – 2» могла выводить на орбиту одновременно КА общей массой до 1500 кг
В связи с загруженностью КБ «Южное» работами по созданию ракет Р-36 и Р-56, завершение разработки ракеты-носителя «Космос – 2» было выполнено ОКБ-10 (г. Красноярск).
С 1970 г. ведение ракеты-носителя в производстве и ее изготовление переданы в ПО «Полет» (г. Омск), которое модернизировало ракету, получившую название «Космос – 3М».
Первый пуск РН был произведен 18 августа 1964 года.
Это единственная в СССР РН, пуски которой производились с трех космодромов: Байконур, Плесецк, Капустин Яр. В настоящие время продолжается эксплуатация РН «Космос – 3М» на космодромах Плесецк и Капустин Яр.
К 2008 г. было произведено более 700 пусков РН, запущено более 1000 КА, что является высшим показателем для всех РН созданных в СССР.