Разработка КБМ. Бисновата.
В середине 1950-х ОКБ-301 С. А. Лавочкина получило техническое задание на разработку дальнего перехватчика — прорабатывалась концепция авиационно-ракетного комплекса, в которой перехватчик теперь рассматривался как составная часть единой системы, состоявшей из самолёта-носителя, ракет класса «воздух-воздух», бортовых радиолокационных средств обнаружения и наведения, а также наземных радиотехнических средств. Однако трудности создания машины и ряд неудач вынудили закрыть программу Ла-250 в 1960 году, далее работы продолжились в ОКБ-156 А. Н. Туполева.
4 июня 1958 года вышло постановление ЦК КПСС и Совмина СССР № 608-293, а вслед за ним — № 1013-482 от 28 августа, о создании авиационно-ракетного комплекса ПВО Ту-28-80. Работы в ОКБ-156 велись под шифром «самолёт 128».
Для этого комплекса и были созданы всеракусные ракеты К-80.
12 декабря 1963 года приказом Министра обороны № 00134 было изменено официальное название комплекса, самолёта-носителя и ракет: комплекс стал называться Ту-128С-4, самолёт — Ту-128, ракетам К-80 дали серийное обозначение Р-4Р (с полуактивным радарным наведением) и Р-4Т (с инфракрасным наведением).
Позже появились разновидности Р-4РМ и Р-4ТМ ("модернизированные"), Р-4ТИ, Р-4МР и Р-4МТИ.