В 1964 г. для варианта Ту-138 с РЛС "Гроза", а в дальнейшем - применительно к вооружению перехватчика Ту-148 разрабатывалась ракета К-100 ("изделие 52") для вооружения перспективной модификации Ту-128 с РЛС "Смерч-100". Предусматривалось применение комбинированной системы наведения - телеуправления на основном участке полета и самонаведения на конечном. Прорабатывалась и комбинированная тепплорадиолокационная ГСН. Ракеты предусматривалось разместить на внутренней подвеске, поэтому размещенное по схеме утка крыло К-100 было выполнено в малом удлинении. Для достижения дальности, на порядок превышающей достигнутую на К-80, было проработано несколько вариантов ракеты, в том числе двухступенчатый с пакетным расположением двух ускорителей. Однако уровень бортовой радиоэлектроники того времени явно не обеспечивал решение поставленных задач и работы постепенно прекратились.

К концу десятилетия работы по дальнейшему развитию дальних авиационно-ракетных комплексов перехвата велись исходя из сочетания перспективных туполевских самолетов с РЛС "Заслон" и ракетами К-33, предназначавшимися для МиГ-25МП - будущего МиГ-31.

Масштабы развертывания самолетов Ту-128 были относительно скромными - было выпущено всего 188 перехватчиков и 10 учебных самолетов, что и определило относительно малый объем производства ракет, на порядок уступавший более массовым образцам.

В начале восьмидесятых годов после поступления на вооружение самолетов МиГ-31 уже устаревшие Ту-128 с ракетами семейства Р-4 стали сниматься с вооружения. Спустя десятилетие этот процесс был завершен ликвидацией всех машин, за исключением первой серийной, представленной совместно с макетами ракет в экспозиции Музея ВВС в Монино.

Важным результатом разработки К-80 стало успешное решение задачи поражения цели со стороны передней полусферы, которое вскоре было распространено на более массовые ракеты - К-98 и другие. Кроме того, в отличие от других ракетных комплексов, ограничивающих маневренные возможности носителей, К-80 придала боевые свойства истребителя исходно бомбардировочному туполевскому самолету.

Масштабы развертывания самолетов Ту-128 были относительно скромными - было выпущено всего 188 перехватчиков и 10 учебных самолетов, что и определило относительно малый объем производства ракет, на порядок уступавший более массовым образцам.

В начале восьмидесятых годов после поступления на вооружение самолетов МиГ-31 уже устаревшие Ту-128 с ракетами семейства Р-4 стали сниматься с вооружения. Спустя десятилетие этот процесс был завершен ликвидацией всех машин, за исключением первой серийной, представленной совместно с макетами ракет в экспозиции Музея ВВС в Монино.