为了对付美国的黑鸟SR-71侦察机，1965年国防部五院开始了研制对付“黑鸟”的红旗-3号地空导弹计划。
“黑鸟”是所谓的双3飞机，即飞行速度3马赫以上（最大平飞速度达M3.2），最大升限为3万米，实际上是27 000米。
当时定下的方案是，在已经熟悉掌握红旗-2号地空导弹的基础上，加以改进提高各项技术性能（射速、射高、射距、抗干扰及指
挥控制雷达系统），以后的事实证明，这是一个最佳方案，做到了真正的快、好、省。
研制过程打的第一发试验弹就掉了，为了找出失败的原因，需要在试验弹体上安装测试装置，以便随时掌握弹头的飞行状态。但在测试装置与弹体的结合上却出了很大的问题。科研人员先后用橡胶、铝合金和合金钢弹簧作为连接减振装置，但振动还是太大，总也消除不了。后来空军王秉璋副司令说：“你们有大专家还愁什么？”这一句话提醒了科研人员，于是找到了五院副院长钱学森先生，他看了现场试验之后，肯定地说这是个“动强度”问题，建议找中科院力学所副所长郭永怀教授，但还没找到郭先生，研制团队的一个中专毕业生，想出了一个办法，在弹体和测试装置结合部安上了厚约20厘米的工业毛毡，紧固后振动完全消失，试验正常进行。
导弹有了，但靶标又成了问题。当时国内没有飞行高度30千米，飞行速度3马赫的飞行器。为了解决这一问题，研究人员伤透了脑筋，最后钱学森提出用红旗-3号导弹自身作为靶机，来它个以弹打弹。为此先后研制出了图强-1号和图强-2号两种靶弹。靶弹可在上升至30千米以后，改为平飞，其时速达到M3.5，完全符合“黑鸟”的飞行状况。1970年冬天，在酒泉试验基地进行验收，13发全中。试验圆满成功。加上试验时打的几十发弹，一共打了不到50发弹就搞成了可击落“黑鸟”的红旗-3号地空导弹，并成功列装部队。
1974年红旗-3防空导弹开始战备值班。
