В 1974 году начались летные испытания ПРГС-58 на летающей лаборатории Ан-12, лет-но-конструкторские испытания комплекса «Ягуар» развернулись в 1977 году, а в 1980 году новая ракета была принята на вооружение. Совместные испытания комплекса вооружения промышленностью и заказчиком оказались продолжительными и завершились к 1982 году. Помимо Х-58, обеспечивавшей борьбу с комплексами противника, работающими в частотных диапазонах А, В и С, была создана усовершенствованная Х-58У с расширенным диапазоном литер А, А, В и С. Под наименованием Х-58У (У - унифицированная) ракета также вошла в состав вооружения Су-24, Су-24М,
Су-17МЗ и М4, предусматривалось оснащение ею Су-25. МиГ-25БМ мог нести до четырех ракет, остальные машины - по две Х-58У.
Су-17МЗ и М4 оборудовались подвесной аппаратурой управления и целеуказания «Вьюга-17» (изделие Л-086) в подвесном контейнере, разработанной в ЦКБА под руководством В. Славина и обеспечивавшей также использование противорадиолокационных ракет Х-27ПС. На Су-24М используется аппаратура «Фантасмагория» в двух комплектациях сменных контейнеров «А», «В» и «С» (изделия Л-080 и Л-081), в зависимости от типа и литеры предполагаемой РАС-цели. Она стала усовершенствованным вариантом прежней бортовой системы «Филин-Н», использовавшейся на Су-24, и отличается расширенным диапазоном и улучшенными характеристиками. Серийное производство этой аппаратуры было налажено на Барнаульском заводе. ЦКБА создавалась также унифицированная система целеуказания ПА-УР «Прогресс» для Су-17, МиГ-27 и МиГ-23, служившая для применения существующих (Х-58, Х-27ПС, Х-25МП) и перспективных ракет, но работы над ней были свернуты в связи со снятием этих машин с вооружения.
Х-58У имеет нормальную аэродинамическую схему с неподвижным крылом и рулями в хвостовой части. Несущие свойства крыла большой площади положительно сказываются на дальности полета, а установка РДТТ с центральным соплом позволяет избежать потерь тяги, неизбежных в боковых соплах. Для обеспечения требуемой дальности, достигающей 100 км при пуске с больших высот, при высокой сверхзвуковой скорости, двигатель имеет два режима работы: 3,6 с стартовый большой тяги (порядка 6 т, что на порядок превосходит собственную стартовую массу) и продолжительный 15-с маршевый, при котором после разгона за счет профилирования топливной шашки с меньшей площадью горения тяга понижается до «экономичной», вшестеро меньшей.
По энергетическим характеристикам Х-58У сопоставима с ракетами воздушного боя (для сравнения: ее тяговооруженность более, чем, вдвое превосходит аналогичный параметр Х-23 и Х-25). В хвостовом отсеке вокруг соплового блока находятся рулевые приводы - нетрадиционные в ракетах этого класса электромеханические машинки. Выбор электромеханических силовых агрегатов диктовался той же большой дальностью и продолжительностью полета, для чего ресурсов воздушного или газогенераторного питания оказывалось недостаточно. Бортовая никель-кадмиевая аккумуляторная батарея повышенной емкости со статическим преобразователем тока обеспечивает работу систем и рулевого управления в течение не менее 200 с (более чем вдвое больше, нежели у Х-27ПС). Кинетический нагрев при полете с высокой скоростью составляет 400 - 500°, что обусловило широкое применение нержавеющей стали - хромансиля 30ХГСА и титана ОТ4-1 в качестве основных конструктивных материалов. Из титана полностью сварено крыло и оперение, включая обшивку и нервюры. Силовой набор фюзеляжа сварен из стали, а изготовленные из легких сплавов агрегаты и части несут нетрадиционную наружную теплозащиту из жаростойкого герметика.
Элеронов Х-58У не имеет, и управление по всем трем каналам (крену, тангажу и рысканию), осуществляется отклонением рулей с помощью САУ-58Р, сходной по своим возможностям с самолетным автопилотом.
Высокие характеристика ракеты достигнуты переходом на современную элементную базу многоканальной САУ и аппаратуры наведения. Размещение оборудования и систем потребовало увеличения внутренних объемов, и при разработке Х-58У диаметр ее корпуса был определен равным 380 мм (против 275 мм у АУР Х-25иХ-27ПС).
ГСН Х-58 типа ПРГ-58М обеспечивает наведение на РЛС, работающие в диапазонах А, А', В, С, в том числе и работающие в импульсном режиме и с перестраивающейся частотой (в пределах рабочего диапазона головки). Пеленгационное устройство, выполненное по супергетеродинной схеме (с поисковым гетеродином) обладает высокой чувствительностью, помехозащищенностью и позволяет осуществлять наведение на РЛС, применяющие перестройку несущей частоты от импульса к импульсу. В систему управления включен также пролонгатор, сохраняющий «память» о положении цели при ее выключении или «мерцающем» скрытном режиме работы на время до 15 сек. Фугасная БЧ массой 149 кг с 58,5 кг ВВ оснащена неконтактным взрывателем РОВ-20, срабатывающим при пролете над целью на высоте до 5 м, а также входящим в комплект электромеханическим взрывательным устройством с инерционными датчиками (более надежными и безопасными, нежели обычные контактные), срабатывающими от перегрузок при прямом попадании. Предусмотрено также оснащение Х-58У ядерной БЧ.