１９６５年根據空中威脅的變化，開始了"紅旗２號"防空導彈的研制，在"紅旗１號"的基礎上擴大殺傷空域，提高抗干擾能力，改善戰斗使用性能。它于１９６７年６月２７日定型，隨即裝備部隊。同年９月８日，我空軍防空導彈部隊在浙江嘉興首次用新研制的"紅旗２號"防空導彈，在有干擾的條件下擊落一架Ｕ－２高空偵察機，證明了該導彈采取的抗干擾措施非常有效。在以后的國土防空作戰中，用"紅旗２號"又擊落過３架無人駕駛高空偵察機和１架米格－２１戰斗機。"紅旗２號"的研制成功及其在防空作戰中取得的輝煌戰果，標志著我國防空導彈的發展已由單純的仿制走向自行研制的道路。
1965年提出研制的紅旗-2，正是針對SAM-2暴露出來的缺點：機動性差、命中率低，易受電子干擾，進行有針對性的改進。重點是加強了抗干擾措施，后來大量生產，生產型紅旗二稱為紅旗二甲。其改進型有紅旗-2B、紅旗-2F、紅旗-2J、紅旗-2P等。紅旗-2B為機動式中高空、中近程地空導彈武器系統，1973年開始設計，1984年定型。該系統由導彈、發射架、62式輕型坦克底盤和制導站等組成。基本作戰單位為營，包括6部發射架及底盤、24枚導彈和1個制導站。導彈采用無線電指令制導，抗干擾能力強，不僅具有迎向攻擊能力，還具有側向攻擊和尾追攻擊能力。彈長10.84米，發射重量2322公斤，最大速度3.8馬赫，射程7-35千米，射高1-27千米，戰斗部為高能破片殺傷型，單發命中率73%-92%。
紅旗-2B采用了液體燃料儲存技術，燃料可以長期保存在彈體中，無須戰時加注，這使得導彈的發射準備時間大大縮短，為紅旗-2從一種半固定式導彈向半機動式導彈發展提供了可能性，導彈的引信采用了調頻相位比較裝置。改進后的彈體機動過載承受能力增加到20G，使得它能攻擊反導彈的機動和迂回突防目標。
在運載工具方面，紅旗-2B采用了坦克底盤，紅旗-2J是載重汽車牽引底盤，有一定的機動越野能力。彈體的裝填起豎裝置設計良好，訓練有素的士兵可以在5分鐘內完成導彈上架起豎的發射準備。經過這些改進，紅旗-2實現了脫胎換骨的升級，在對付中高空目標方面，其性能優于臺灣天弓-1型。可以對轟炸機、殲擊機、偵察機實施有效攻擊；甚至可以用來對付高空偵察氣球、直升機、空對地戰術導彈。厘米波的202相控陣雷達可以指揮一個導彈營的6發導彈攻擊三個不同目標，也可以導引3枚導彈同時攻擊一個目標。整套紅旗-2系統的控制實現了數字化，計算機化，尤其突出的是紅旗-2的抗干擾能力，諸如反電子預警，識別箔條干擾之類的東西只是小意思，抗欺騙式干擾和抗反輻射導彈才是它的強項。對付反輻射導彈它甚至可以直接去攔截，以硬殺傷的方法摧毀反輻射導彈。
在1999年國慶閱兵中，許多人很詫異：為什么參加過1984年國慶閱兵時的"老兵""紅旗-2"導彈方隊又出現了。其實，"紅旗-2"導彈總共發展出5種型號，1984年閱兵式出現的是"紅旗-2J"型，1999年出現的是"紅旗-2乙"型。與原來的"紅旗-2J"導彈相比，"紅旗-2乙"型除了外形有點相似外，其余可以說是脫胎換骨。"紅旗-2乙"更換了性能更佳的引信和大威力彈頭，新型發動機改善了彈道特性，適應了作戰空域擴大和目標速度的提高，準確可靠的抗干擾數據指令傳輸使導彈更難被擺脫，全新彈載電池重量大幅減輕，并大大提高過載負荷，搜索雷達增加了測距、電視追蹤、單脈沖體制等抗干擾措施，另外增設大屏幕作戰指揮圖，以方便指揮員了解最新情況，添加動目標顯示和敵我識別功能。"紅旗-2乙"彈長10．8米，彈體最大直徑0．5米，重2233千克，最大速度4．2馬赫，射程7千米-35千米，射高1千米-27千米，能同時攻擊3個速度在560米-750米／秒的目標。