В начале 1968 года были введены в эксплуатацию две радиолокационные ячейки и командный пункт на узле в Гульшаде (Карагандинская область Казахской ССР), станция СОК и ПК в Ногинске. Специалисты КБ-1 под руководством Анатолия Савина отработали спутник-перехватчик и спутник-мишень.
Военно-промышленная комиссия постановила начать испытания системы "ИС" в боевом варианте. На космодром Байконур были отправлены три аппарата: один в комплектации мишени "И-2БМ" (без головки самонаведения и боевой части) и два боевых перехватчика "5В91". Подготовленные к пуску ракеты лежали в хранилищах. Интересно, что представителем по ракете-носителю в Госкомиссию был назначен Леонид Кучма — будущий первый президент Украины.
Девятнадцатого октября 1968 года, строго по графику, стартовала ракета с мишенью. Выполнив заложенную на борт программу маневрирования, мишень вышла на заданную орбиту. В открытой печати новый спутник получил название "Космос-248".
На следующий день под именем "Космос-249" был запущен аппарат-перехватчик. Командно-измерительный пункт в Ногинске определил параметры орбиты и отправил на борт второго спутника программу коррекции. В район встречи "Космос-249" вышел с очень высокой точностью. Требовалось уменьшить вектор скорости сближения всего на 0,2 м/с. Перехватчик развернулся, в нужное время двигатель включился, но, не сумев отключиться, выработал весь бортовой запас топлива. Затормозив более чем на 1 км/с, перехватчик стал падать на Землю. Измерив параметры орбиты и время работы тормозного импульса, испытатели пришли к выводу, что обломки упадут в Атлантический океан, вблизи берегов Южной Америки, что и произошло. Причина срыва программы полета отыскалась быстро — конструктивная ошибка в работе бортового программного устройства.
После тщательного разбора было принято решение провести доработку и повторить пуск по той же мишени "Космос-248". Первого ноября 1968 года перехватчик "Космос-252" вышел в район цели. Захватив ее на автосопровождение, он выстрелил и поразил "Космос-248" осколками направленной боевой части. Впервые в истории один космический аппарат уничтожил другой. Понятно, что информация об этом достижении советских инженеров была строжайше засекречена.
Шестого августа 1969 года начались летно-конструкторские запуски ракеты "Циклон-2". В тот день на орбиту был выведен спутник-мишень "Космос-291". Программа предусматривала уничтожение этой мишени перехватчиком, запуск которого планировался на следующий день. Однако на спутнике-мишени после его вывода на орбиту не включился бортовой двигатель, и он остался на орбите, которая оказалась непригодной для испытаний. Запуск спутника-перехватчика отменили.
В мае 1970 года решением Военно-промышленной комиссии было намечено проведение полноценных испытаний системы "ИС" в штатном составе. В эксплуатации к тому времени находились уже все радиолокационные ячейки и средства командно-измерительного пункта.
Больше того, в Конструкторском бюро "Южное" (так стало называться ОКБ-586 Михаила Янгеля) завершилась разработка нового серийного спутника-мишени "Лира". Заказ на это устройство поступил еще в 1966 году, причем условия, как обычно, были предельно жесткими: эффективная отражающая поверхность не должна превышать 1 м2. Вначале разработчики хотели обойтись надувными шарами. Их предполагалось изготовлять из металлизированной майларовой пленки, а перед отстрелом в космосе заполнять воздухом или инертным газом. Шары быстро изготовили, запустили в космос и убедились, что они малопригодны: заданную эффективную поверхность они имитировали хорошо, но зафиксировать их поражение оказалось трудно: ведь осколок пробивал в шаре дырку, часть воздуха выходила, а сам шар оставался на орбите, вызывая бесконечные споры о том, попали в него или не попали. В итоге Михаил Янгель распорядился сделать специальную облегченную конструкцию на базе юстировочного спутника "ДС-П-1", снабдив ее телеметрической аппаратурой, позволяющей при попадании подсчитать количество поразивших ее осколков.
Спутник-мишень "Лира" представлял собой дюралевый гексаэдр поперечным сечением около 1 м. Панели многогранника оклеивались треугольными стекловолоконными пластинами, прошитыми токопроводящими проводниками. Внутри гексаэдра размещался небольшой бронеконтейнер с телеметрической станцией. Коммутатор станции обсчитывал все токопроводящие структуры треугольных пластин и сообщал об их целостности. После поражения он же сообщал о том, что токопроводящая проволочка нарушена. Число разорванных проволочек определяло минимальное количество осколков боевой части, попавших в мишень. Запуск мишени "Лира" проводился с помощью ракеты-носителя "Космос-2" ("11К65М"), созданной на базе боевой ракеты "Р-14" Михаила Янгеля.