Vào cuối thập niên 1960, nghiên cứu "Ekho" của viện GosNIIAS kết luận rằng nó sẽ được triển khai hiệu quả hơn rất nhiều, các tên lửa hành trình cận âm có giá đắt hơn nhiều so với các tên lửa hành trình siêu âm.[5] Công việc bắt đầu tại cục Raduga với mẫu tên lửa hành trình phóng trên không mới vào năm 1971, với chuyến bay thử đầu tiên vào năm 1976.[6] Sự xuất hiện loại AGM-86 ALCM của Không quân Mỹ trong cùng năm đó đã khiến chương trình được thúc đẩy nhanh hơn, với việc Không quân Xô viết đưa ra một yêu cầu chính thức về một loại tên lửa hành trình phóng trên không vào tháng 12-1976.[5] Kh-55SM tầm xa được phát triển một vài năm trước khi đi vào hoạt động. Vào cuối thập niên 1980 công việc lại tiếp tục bắt đầu với một loại tên lửa thay thế trang bị đầu đạn thông thường (Kh-101) hay đầu đạn hạt nhân (Kh-102)[4] và khả năng tàng hình tốt. Nó được thiết kế bởi kỹ sư Igor Seleznyev thuộc Raduga.[2] Tầm quan trọng của tên lửa tiên tiến này được ví như "force multipliers", nó giúp Nga tăng cường sức mạnh cho các phi đội máy bay ném bom lúc đó đang xuống cấp từ đầu thập niên 1990.[3] Sự thất bại của loại tên lửa Kh-90 (AS-19 'Koala') động cơ ramjet đầy tham vọng khoảng năm 1992 đã dẫn đến một quyết định nhằm khôi phục lại tầm quan trọng trong việc cải tiến Kh-55, đặc biệt để đạt được độ chính xác cần thiết <20 m khi tấn công vào các mục tiêu là cơ sở hạ tầng với đầu đạn thông thường - trái ngược với đầu đạn hạt nhân. Cuộc phóng thử đầu tiên của Kh-101 vào năm 1998, và bắt đầu thử nghiệm đánh giá trong năm 2000.[4]

Sau khi kết thúc Chiến tranh Lạnh và các hiệp ước cấm triển khai vũ khí hạt nhân đã hạn chế việc triển khai các tên lửa hạt nhân tầm xa, Nga đã thực hiện các nỗ lực để phát triển các phiên bản của Kh-55 với các đầu đạn thông thường. Đầu tiên là Kh-65SE (phát triên từ Kh-55) có tầm bắn 600 km được giới thiệu năm 1992, sau đó là phiên bản chiến thuật Kh-SD tầm bắn 300 km của Kh-101 cho xuất khẩu, và cuối cùng là Kh-555.[1] Năm 2001, Không quân Nga đã lựa chọn Kh-101 và Kh-555 để phát triển.[1]

Một tài liệu tiếng Nga năm 1995 đã đưa ra giả thuyết về việc một đơn vị sản xuất hoàn chỉnh đã được chuyển đến Thượng Hải, nhằm phát triển một tên lửa hành trình trang bị đầu đạn hạt nhân. Ban đầu người ta nghĩ rằng loại tên lửa này dựa trên mẫu Raduga Kh-15 (AS-16 'Kickback') tầm bắn 300 km, nhưng nó là Kh-55 đã được chuyển giao cho Trung Quốc.[7]