SAM-2 được trang bị cho lực lượng phòng không Việt Nam từ đầu năm 1965 và trở thành một trong những vũ khí chủ lực để bảo vệ Hà Nội, Hải Phòng và một số mục tiêu trọng yếu khác trước máy bay Mỹ. Nó thêm vào bảng thành tích của mình những chiến công lừng lẫy và trở thành loại tên lửa phòng không đạt hiệu quả chiến đấu cao nhất từ trước tới nay. Kể từ trận đầu xuất quân ngày 24-7-1965, trong hai cuộc chiến tranh phá hoại miền bắc (1965 - 1968 và 1972), các đơn vị tên lửa SAM-2 đã đánh 3.542 trận (trong đó có 588 trận đánh đêm); phóng 5.885 quả đạn; bắn rơi 788 máy bay Mỹ, (366 chiếc rơi tại chỗ), trong đó có 43 máy bay B-52; trung bình 7,1 quả đạn diệt một máy bay. Trong 12 ngày đêm cuối tháng 12-1972, 14 tiểu đoàn tên lửa SAM-2 bảo vệ Hà Nội và Hải Phòng đã bắn rơi 27 máy bay B-52. Cho đến nay, Việt Nam là nước duy nhất trên thế giới đã sử dụng tên lửa SAM-2 để đánh thắng máy bay ném bom chiến lược B-52 của không lực Hoa Kỳ.
Cho đến nay vẫn còn tồn tại “lời đồn” về những sự cải tiến, “nâng tầm” cho SAM-2 để có thể “với” tới B-52. Tầm cao khống chế mục tiêu của SAM-2 từ 25 đến 27 km, tầm xa tới 45 ki-lô-mét. Trần bay của B-52 là 15 km, độ cao ném bom hiệu quả của B-52 trong khoảng 9 - 11 km. Trên những thông số kỹ - chiến thuật như vậy, việc nâng tầm tên lửa SAM-2 hoàn toàn không cần thiết.
Thật ra cải tiến đáng kể nhất của hệ thống SAM-2 tại Việt Nam trong suốt hai cuộc chiến đấu chống chiến tranh phá hoại bằng không quân của Hoa Kỳ tại miền bắc Việt Nam (1965 - 1968 và 1972) là những cải tiến về kỹ thuật để có thể chống lại cả hai dạng gây nhiễu điện tử của không quân Mỹ, bảo đảm cho bộ khí tài điều khiển tên lửa hoạt động bình thường, có thể “vạch” nhiễu để phát hiện chính xác B-52 và điều khiển SAM bay tới tiêu diệt mục tiêu.
Khi thực hiện nhiệm vụ ném bom, B-52 thường bay thành nhóm ba chiếc theo đội hình tam giác, trên độ cao khoảng 10 km. Mỗi phi vụ chiến đấu của B-52 thường được hộ tống bởi số đông, nhiều tầng các máy bay chiến đấu, được che phủ bởi cả hai hệ thống phát nhiễu tích cực (dùng máy phát nhiễu chủ động) và tiêu cực (dùng máy bay phóng các “kén nhiễu” chứa nhiều búi sợi kim loại mảnh để che mắt ra-đa), được đánh chặn bằng tên lửa sơ-rai (shrike) chống ra-đa phóng tới các trận địa tên lửa từ các máy bay tiêm kích. Để đối phó và tìm ra cách đánh B-52 hiệu quả nhất, từ năm 1967, sư đoàn phòng không 361 đã đưa các trung đoàn tên lửa vào Trường Sơn và Bắc Quảng Trị tiếp cận B-52 và nghiên cứu các chiến thuật gây nhiễu điện tử của không quân Mỹ. Sau một số trận chiến đấu, các ghi nhận này đã được cơ quan tham mưu đúc kết thành cuốn cẩm nang bìa đỏ nổi tiếng của quân chủng. Trong tháng 10-1972, cuốn cẩm nang này được phát xuống cho tất cả các tiểu đoàn tên lửa để nghiên cứu luyện tập phương án đánh B-52 nếu chúng tấn công quy mô lớn vào Hà Nội. Cho đến khi đó, hệ thống ra-đa của SAM-2 đã được cải tiến bốn lần với 40 nội dung kỹ thuật để đối đầu hiệu quả với cuộc chiến tranh điện tử của không lực Hoa Kỳ. Các “miếng” đánh kỹ thuật để chống tên lửa shrike cũng được hoàn thiện và luyện tập thành thục. Cuốn cẩm nang cũng hướng dẫn cho các cấp chỉ huy tiểu đoàn tên lửa về công tác chỉ huy, cách chọn dải nhiễu, chọn thời cơ phát sóng, cự ly phóng đạn, phương pháp bắn, phương pháp bám sát mục tiêu trong nhiễu... Còn việc cải tiến để nâng tầm bắn cho SAM-2 thì không hề có.
Chúng ta chiến thắng trước sức mạnh khoa học - kỹ thuật hiện đại của Mỹ bằng trí tuệ thông minh, bằng chiến thuật linh hoạt mang bản sắc Việt Nam.
