Создание сверхзвукового самолета-снаряда c избирательной системой наведения было поручено ОКБ-155 еще в феврале 1955 г., но проектирование авиационно-ракетной системы «Комета-10» началось лишь в ноябре того же года. Главным конструктором нового изделия стал М.И. Гуревич. Самолет-снаряд получил оригинальную компоновку с вынесенным расположением двигателя. В его конструкции впервые были применены монолитные (без присоединяемого силового набора) панели оперения. Они, а также силовые рамы фюзеляжа изготавливались из сплава МЛ-5 литьем в землю. Новинкой также был обтекатель ГСН сотовой конструкции, производство которого было освоено при участии специалистов из ВИАМ. До того этот важный агрегат, влияющий на характеристики ГСН, изготавливался из материалов с нерегулярным расположением волокон, что создавало определенные проблемы для прохождения сигнала. Теперь его характеристики были стабильными, и их можно было учесть при проектировании ГСН.
Система управления создавалась в КБ-1 Минспецмаша под руководством С.Ф. Матвеевского. ОКБ-156 (головное предприятие) выпустило специальную модификацию самолета Ту-16, оснащенную РЛС ЕН, командной аппаратурой и центральным балочном держателем БД-238.

Испытания РЛС ЕН носителя провели на опытном Ту-16К-10, а станции ЕС снаряда - на ЛЛ на базе вертолета Ми-4 и самолетов Ли-2 и МиГ-19СМК. Испытания самолета-снаряда К-10С начались 28.05.1958 г. По их результатам были сделаны доработки: изменена форма ВЗ, увеличен угол отклонения элеронов, доработана гондола двигателя, изменена форма носового кока и хвостового стекателя и перекомпонована носовая часть. Система К-10 была принята на вооружение в августе 1961 г. Выпуск снаряда был начат на заводе 31 в Тбилиси (первые серии и часть агрегатов строились заводом «256), а носителя Ту-16К-10 на заводе 18 в Куйбышеве (всего построено 173 самолета). По сложившимся тогда нормам в частях АВМФ на каждый носитель поддерживался боекомплект из двух самолетов-снарядов. Первый пуск серийных ракет был произведен экипажем авиации Северного флота в июне 1960 г. на полигоне « 77 у порта Шевченко на Каспийском море. Пуски выполнялись по танкеру «Чкалов». Отцепка ракет производилась на высоте 10–10,5 км на удалении от цели 170– 175 км. Из пяти пусков четыре оказались успешными.

Самолет-снаряд К-10 на период 60-х годов обладал высокими характеристиками по скорости, дальности и мощности как с обычной, так и специальной БЧ. Серийные станции ЕН обнаруживали корабль типа крейсер с большой высоты на дальности до 400 км, а помехозащищенность обеспечивалась функционированием станции на нескольких частотах, одна из которых (рабочая) стабилизировалась. К недостаткам можно отнести низкую надежность и сложность в эксплуатации элементов системы наведения, установленных на носителе.

Расчеты показывали, что для уничтожения авианосной ударной группы в случае применения только фугасно-кумулятивных БЧ требуется произвести групповой вылет одного полка самолетов Ту-16К-10. Однако использование ядерных боевых частей позволит уменьшить наряд самолетов.

Двадцать второго августа 1962 года экипажем командира полка Ту-16К-10 ВВС Северного Флота майора В. Крупякова был произведен пуск ракеты К-10СН с ядерной БЧ по морской цели в районе СИПНЗ. За полчаса перед вылетом были обнаружены отклонения в записях КЗА в полете с имитатором, произведенном днем раньше. Систему проверял лично командир 5-й МРАД Недодаев, который имел перерыв в полетах. Хотя экипаж, командование полка и присутствовавшие командующий КСФ В.А. Касатонов и и.о. командующего ВВС КСФ Кузнецов нервничали, было дано «добро» на вылет. В расчетной точке пуск не произошел из-за ошибки штурмана-оператора. Далее при проверке не сработал радиолокационный ответчик. Но СБЧ была уже взведена. В следующей попытке ракета сошла с держателя и взорвалась в заданном районе.

В 1960–1962 гг. ракетный комплекс К-10 поступил на вооружение семи авиационных полков. В 1960 г. было произведено 79 учебных пусков ракет К-10С, в 1961 г. - 126 и в 1962 г. - 147 пусков. Доводка самолета-снаряда К-10 продолжалась и после его запуска в серию. В 1963 г. коллектив его разработчиков был отмечен Ленинской премией.

Системой К-10 предполагалось оснастить также модификации самолетов Ту-95 и Ту-22, но этот план реализован не был. В мае 1964 г. начались работы по дооснащению Ту-16К-10 ракетами КСР-5. Новый ракетный комплекс К-36 (Ту-16К10–26) на то время был самым мощным в СССР до появления самолета Ту-22М2 и состоял на вооружении с начала 70-х гг. по 1994 г.

В период с 1958 по 1979 г. был создан ряд модификаций снаряда: К-10СН - серийный вариант со специальной БЧ, К-10СНБ, К-10СП - серийный беспилотный постановщик помех, К-10П - варианты с двигателями МФ-9К и КР5–26 с увеличенной дальностью и скоростью полета (проекты), К-14 - опытный вариант с новой системой наведения для самолета 3МД (М-6К), К-10СД и СДВ - опытные варианты с повышенной дальностью.

Классификаторы
Тип носителя	Самолёты
Тип двигателя	ЖРД
Способ подвески	Одинарно
Тип ракеты	Крылатая ПКУР
Произведено

Модификации
Модель	Характеристики
К-10СН	Серийный вариант со специальной БЧ (термоядерный заряд).
К-10СНБ	Cерийный беспилотный постановщик помех.
К-10СП	Вариант с двигателем МФ-9К с увеличенной дальностью и скоростью полета (проект).
К-10П	Вариант с двигателем КР5-26 с увеличенной дальностью и скоростью полета (проект)
К-14	Опытный вариант с новой системой наведения для самолета 3МД (М-6К)
К-10СД	Опытный вариант с повышенной дальностью.
СДВ	Опытный вариант с повышенной дальностью.

Носители
Модификация	Установка	Носители
К-13СН		Ту-16К-10, Ту-16К-10-26, Ту-95К-10, Ту-105 (проект)