１９６５年根据空中威胁的变化，开始了"红旗２号"防空导弹的研制，在"红旗１号"的基础上扩大杀伤空域，提高抗干扰能力，改善战斗使用性能。它于１９６７年６月２７日定型，随即装备部队。同年９月８日，我空军防空导弹部队在浙江嘉兴首次用新研制的"红旗２号"防空导弹，在有干扰的条件下击落一架Ｕ－２高空侦察机，证明了该导弹采取的抗干扰措施非常有效。在以后的国土防空作战中，用"红旗２号"又击落过３架无人驾驶高空侦察机和１架米格－２１战斗机。"红旗２号"的研制成功及其在防空作战中取得的辉煌战果，标志着我国防空导弹的发展已由单纯的仿制走向自行研制的道路。
1965年提出研制的红旗-2，正是针对SAM-2暴露出来的缺点：机动性差、命中率低，易受电子干扰，进行有针对性的改进。重点是加强了抗干扰措施，后来大量生产，生产型红旗二称为红旗二甲。其改进型有红旗-2B、红旗-2F、红旗-2J、红旗-2P等。红旗-2B为机动式中高空、中近程地空导弹武器系统，1973年开始设计，1984年定型。该系统由导弹、发射架、62式轻型坦克底盘和制导站等组成。基本作战单位为营，包括6部发射架及底盘、24枚导弹和1个制导站。导弹采用无线电指令制导，抗干扰能力强，不仅具有迎向攻击能力，还具有侧向攻击和尾追攻击能力。弹长10.84米，发射重量2322公斤，最大速度3.8马赫，射程7-35千米，射高1-27千米，战斗部为高能破片杀伤型，单发命中率73%-92%。
红旗-2B采用了液体燃料储存技术，燃料可以长期保存在弹体中，无须战时加注，这使得导弹的发射准备时间大大缩短，为红旗-2从一种半固定式导弹向半机动式导弹发展提供了可能性，导弹的引信采用了调频相位比较装置。改进后的弹体机动过载承受能力增加到20G，使得它能攻击反导弹的机动和迂回突防目标。
在运载工具方面，红旗-2B采用了坦克底盘，红旗-2J是载重汽车牵引底盘，有一定的机动越野能力。弹体的装填起竖装置设计良好，训练有素的士兵可以在5分钟内完成导弹上架起竖的发射准备。经过这些改进，红旗-2实现了脱胎换骨的升级，在对付中高空目标方面，其性能优于台湾天弓-1型。可以对轰炸机、歼击机、侦察机实施有效攻击；甚至可以用来对付高空侦察气球、直升机、空对地战术导弹。厘米波的202相控阵雷达可以指挥一个导弹营的6发导弹攻击三个不同目标，也可以导引3枚导弹同时攻击一个目标。整套红旗-2系统的控制实现了数字化，计算机化，尤其突出的是红旗-2的抗干扰能力，诸如反电子预警，识别箔条干扰之类的东西只是小意思，抗欺骗式干扰和抗反辐射导弹才是它的强项。对付反辐射导弹它甚至可以直接去拦截，以硬杀伤的方法摧毁反辐射导弹。
在1999年国庆阅兵中，许多人很诧异：为什么参加过1984年国庆阅兵时的"老兵""红旗-2"导弹方队又出现了。其实，"红旗-2"导弹总共发展出5种型号，1984年阅兵式出现的是"红旗-2J"型，1999年出现的是"红旗-2乙"型。与原来的"红旗-2J"导弹相比，"红旗-2乙"型除了外形有点相似外，其余可以说是脱胎换骨。"红旗-2乙"更换了性能更佳的引信和大威力弹头，新型发动机改善了弹道特性，适应了作战空域扩大和目标速度的提高，准确可靠的抗干扰数据指令传输使导弹更难被摆脱，全新弹载电池重量大幅减轻，并大大提高过载负荷，搜索雷达增加了测距、电视追踪、单脉冲体制等抗干扰措施，另外增设大屏幕作战指挥图，以方便指挥员了解最新情况，添加动目标显示和敌我识别功能。"红旗-2乙"弹长10．8米，弹体最大直径0．5米，重2233千克，最大速度4．2马赫，射程7千米-35千米，射高1千米-27千米，能同时攻击3个速度在560米-750米／秒的目标。