Работы по системе управления ракетой развернулись с одновременным привлечением нескольких разнопрофильных организаций.
Как уже сообщалось, управленцы для этой ракеты могли предложить точность ±3 километра на дальности 200 километров при высоте полёта 200–400 метров и ±8 километров при пуске на дальность 600 километров, теоретически достигавшуюся при полёте на тактически нецелесообразной из-за большой дальности обнаружения радиолокаторами ПВО высоте 10 километров. Такая точность обеспечивалась применением гироинерциальной системы управления, разрабатывавшейся в НИИ-944 под руководством Главного конструктора В.И. Кузнецова, КБ завода № 923 (Главный конструктор Е.Ф. Антипов) и ОКБ-149. При использовании упрощённой системы на основе автопилота АП-70А КБ завода № 923 точность ухудшалась до ±10 километров. Но этот показатель можно было улучшить до ±4 километров, дополнив аппаратуру автопилота доплеровским измерителем. Наивысшая точность достигалась применением создаваемой ОКБ-287 аппаратуры наведения по радионавигационной системе либо реализацией схемы наведения по лучу наземной РЛС в сочетании с выдачей команды на пикирование по радиолинии, аналогично реализованной в микояновском самолёте-снаряде «Метеор».
Поскольку П-5 имела турбореактивный двигатель, запуск был возможен только из надводного положения. Перед стартом двигатель необходимо было запустить и вывести на рабочий режим.
В качестве маршевого двигателя П-5 имела турбореактивный КРД-26 с тягой 2250 килограммов. Дальность и скорость ракеты при нормальных атмосферных условиях составляли соответственно 574 километра и 345 метров в секунду, стартовый вес — 4300 килограммов.
Удивительна была конструкторская убеждённость В.Н. Челомея. Один из ветеранов НПО машиностроения, ведущий конструктор В.Г. Биденко вспоминал: «В декабре 1956 года неудачей окончились статиспытания траверсы, соединяющей в единый агрегат два стартовых двигателя. Для нашей первой крылатой ракеты нужно было разработать техдокументацию на совершенно новую траверсу. Была выбрана конструкция из 2-х труб диаметром 280 мм, толщиной 15 мм, с последующей проточкой стенки трубы до 10 мм. Однако упёрлись прочнисты, они хотели оставить 15 мм.
Поздним декабрьским вечером Владимир Николаевич вышел в зал из своего кабинета и подошёл к нам. Мы ему пожаловались на прочнистов. Он сел за кульман, минут десять смотрел на чертёж, наклоняя голову в разные стороны, затем на поле крупно написал “8 мм”, обвёл цифру в кружок, расписался и, уходя, сказал: “Скажите им, что будет так!” Изготовленная траверса выдержала все испытания».
Наибольшие сомнения в предложенном ОКБ-52 самолёте-снаряде вызвала как раз самая «вкусная» его часть — схема старта непосредственно из пускового контейнера с раскрытием крыла в полёте. Самолёт-снаряд действительно был статически неустойчив. Но до раскрытия крыла скорость была ещё мала, скоростной напор незначителен, а небольшие аэродинамические силы просто не успевали развернуть изделие. Движение самолёта-снаряда внутри контейнера ограничивалось направляющими, по которым шли бугели. А одновременное раскрытие консолей, осуществляемое за 0,6–0,7 секунды, обеспечивалось уравновешенным механизмом, представлявшим предмет гордости создателей автомата раскрытия крыла.
Для подтверждения схемы старта проводили испытания макетов. По указанию В.Н. Челомея и под его личным руководством М.Б. Корнеев и Ф.Н. Андрюшин изготовили в конце 1956 года точную модель самолёта-снаряда и пусковой установки в масштабе 1:15, при этом модель ракеты была снабжена маленьким пороховым движком. На протяжении многих вечеров в присутствии лично В.Н. Челомея эта модель уходила в полёт в относительно просторном зале только что достроенного третьего этажа первого корпуса КБ в Реутове. Скептики требовали скорейшего экспериментального подтверждения возможности успешного старта. Фильм, продемонстрированный на защите эскизного проекта по испытаниям масштабной модели, не убедил их.
Был изготовлен полноразмерный макет ракеты, укомплектованный натурными, снаряжёнными топливом стартовиками. По эскизам, созданным на предприятии, был изготовлен пусковой контейнер с открывавшимися крышками и 12 марта проведены «пусковые» испытания макета ракеты. 12 апреля 1957 года на подмосковном полигоне Фаустово провели успешные испытания ракеты П-5, пролетевшей 1500 метров, которые подтвердили возможность старта из контейнера. Участник состава первой стартовой команды А.Я. Петрунько вспоминает, что на первом старте ракеты присутствовал С.В. Ильюшин. В дальнейшем подобные испытания, получившие наименование бросковых, стали непременным этапом отработки крылатых и иных ракет.