В 1971 году Франция приняла на вооружение свою первую баллистическую ракету средней дальности наземного базирования S-2. К моменту завершения строительства шахтных пусковых установок и начала дежурства первых соединений промышленность успела начать разработку нового ракетного комплекса аналогичного назначения. Успешное завершение этих работ в дальнейшем позволило заменить БРСД S-2 изделиями S-3. Новые ракеты оставались на дежурстве в течение длительного времени, вплоть до реформирования стратегических ядерных сил.

Решение о создании ракетных комплексов сухопутного базирования было принято в 1962 году. Совместными усилиями нескольких предприятий был создан новый проект оружия, впоследствии получившего название S-2. Испытания ранних прототипов этой баллистической ракеты велись с 1966 года. Опытный образец, ставший эталоном для последующих серийных изделий, был испытан в конце 1968 года. Почти одновременно с началом этого этапа испытаний появилось решение о разработке следующего проекта. Разрабатываемая ракета S-2 уже не в полной мере устраивала заказчика. Главной целью нового проекта было доведение характеристик до требуемого высокого уровня. В первую очередь, требовалось повысить дальность стрельбы и мощность боевой части.

К разработке перспективной БРСД, получившей обозначение S-3, были привлечены авторы существующего проекта. Основная часть работ была поручена компании Société nationale industrielle aérospatiale (позже Aérospatiale). Кроме того, часть изделий проектировалась сотрудниками Nord Aviation и Sud Aviation. В соответствии с требованиями заказчика, в новом проекте следовало использовать некоторые готовые узлы и агрегаты. Кроме того, ракета S-3 должна была эксплуатироваться вместе с уже разработанными шахтными пусковыми установками. Из-за сложившейся экономической ситуации военное ведомство Франции уже не могло позволить себе заказ большого количества полностью новых ракет. В то же время, подобный подход упростил и ускорил разработку проекта.

В течение нескольких первых лет компании-подрядчики занимались изучением имеющихся возможностей и формированием облика перспективной ракеты с учетом предъявленных требований. Эти работы были завершены в 1972 году, после чего появился официальный заказ на создание проекта с последующим проведением испытаний и развертыванием серийного производства. На завершения проектирования понадобилось несколько лет. Только в 1976 году был построен первый прототип новой баллистической ракеты, который вскоре планировалось представить на испытания.

Первая версия проекта S-3 получила обозначение S-3V. В соответствии с проектом, дополнительно обозначенным литерой «V», была построена опытная ракета, предназначенная для первого испытательного пуска. В конце 1976 года ее запустили с полигона Бискаросс. До марта следующего года французские специалисты выполнили еще семь испытательных пусков, в ходе которых проверялась работа отдельных систем и всего ракетного комплекса в целом. По результатам испытаний проект S-3 подвергся некоторым незначительным доработкам, которые позволяли начать подготовку к серийному производству и эксплуатации новых ракет.

Доработки проекта продолжались всего несколько месяцев. Уже в июле 1979 года на полигоне Бискаросс провели испытательный запуск ракеты S-3 первой партии. Успешный пуск позволил рекомендовать новое оружие к принятию на вооружение и развертыванию полноценного серийного производства в целях поставки ракет в войска. Кроме того, июльский запуск стал последними испытаниями перспективной БРСД. В дальнейшем все запуски ракет S-3 носили учебно-боевой характер и предназначались для отработки навыков личного состава стратегических ядерных сил, а также для проверки работоспособности техники.

В связи с экономическими ограничениями, в некоторой мере затруднявшими разработку и производство перспективного оружия, в техническом задании на проект S-3 была указана максимально возможная унификация с существующим вооружением. Это требование было реализовано путем совершенствования нескольких существующих агрегатов БРСД S-2 с одновременным использованием совершенно новых узлов и изделий. Для работы с новой ракетой существующие шахтные пусковые установки должны были претерпевать минимально необходимые изменения.

По результатам анализа требований и возможностей разработчики новой ракеты решили сохранить общую архитектуру изделия, использованную в предыдущем проекте. S-3 должна была представлять собой двухступенчатую твердотопливную ракету с отделяемой головной частью, несущей специальный боезаряд. Сохранялись основные подходы к разработке систем управления и других устройств. Одновременно с этим планировалось разработать несколько новых изделий, а также доработать существующие.

В боеготовом виде ракета S-3 представляла собой оружие длиной 13,8 м с цилиндрическим корпусом диаметром 1,5 м. Головная часть корпуса имела конический обтекатель. В хвосте сохранились аэродинамические стабилизаторы размахом 2,62 м. Стартовая масса ракеты равнялась 25,75 т. Из них 1 т приходилась на боевую часть и средства противодействия противоракетной обороне противника.

В качестве первой ступени ракеты S-3 было предложено использовать модернизированное и улучшенное изделие SEP 902, выполнявшее те же функции в составе ракеты S-2. Такая ступень имела металлический корпус, также выполнявший функции корпуса двигателя, длиной 6,9 м и внешним диаметром 1,5 м. Корпус ступени изготавливался из жаропрочной стали и имел стенки толщиной от 8 до 18 мм. Хвостовая часть ступени оснащалась трапециевидными стабилизаторами. В хвостовом днище предусматривались окна для установки четырех качающихся сопел. Внешняя поверхность корпуса покрывалась слоем теплозащитного материала.

Модернизация ступени SEP 902 заключалась в некотором изменении ее конструкции с целью увеличения внутренних объемов. Это позволило довести запас твердого смесевого топлива до 16,94 т. Расходуя увеличенный заряд, модернизированный двигатель P16 мог проработать 72 секунды, показывая большую тягу в сравнении с исходной модификацией. Реактивные газы выводились через четыре конических сопла. Для управления вектором тяги во время работы двигателя первой ступенью использовались приводы, отвечавшие за перемещение сопел в нескольких плоскостях. Подобные принципы управления уже использовались в предыдущем проекте.