硝酸和偏二甲肼推进剂，不仅液相接触即会燃烧，而且都有一定的毒性，危及人身安全，硝酸还具有强腐蚀性。为避免推进剂的蒸气外溢，加注系统采用了闭回路的加注、泄出方案。这样既安全可靠，还可以同时加注，有效地缩短加注时间。
第六，遥测系统。一是参数多达118个，其中非电量68个，8种类型，而且首次出现了2千赫的高频振动;二是对弹上所有仪器的重量和体积限制很严;三是对部分传感器提出抗腐蚀性要求;四是БР-6发射机容量小，仍用并联波道直接采样办法，对2千赫的高频振动已无能为力。为解决这些矛盾，研制了压缩频谱的弹上预处理器，同时衍生出БР-6甲-37发射机。最后选用两套发射机的方案，一套“БР-6甲”装在仪器舱，测缓变信号;另一套“БР-6甲-37”装在尾舱，专测速变参数。
东风三号采用了使用方便、避免人为错误判断的自主式安全自毁系统。在导弹起飞后，一旦出现故障，超出允许范围，自毁系统便自行将导弹在空中炸毁，以保障地面的安全。
经过充分的论证，东风三号采用了全新的设计方案，完全摆脱了“1059”与东风二号的框框，在充分利用预研成果的基础上，比较集中地反映出中国60年代中期火箭结构、材料、加工方面最新技术成就。
1964年7月29日-8月3日，国防部五院党委和一分院党委召开了两级党委联席扩大会议，着重讨论了东风三号的总体方案设想，确定了东风三号的技术途径与总体设计方案，要求于1968年进行飞行试验，1970年定型。1965年3月，中央专委第十一次会议原则批准了东风三号总体设计方案和战术技术指标。导弹全长20.97米，弹体最大直径2.25米，起飞重量为65吨。采用可储存的硝酸与偏二甲肼作为推进剂，发动机地面额定推力为104吨。要求1967年开始飞行试验，1969年正式定型。
关键技术攻关
东风三号中程导弹总体方案设计经中央专委批准后，全院展开了以东风三号为中心的型号研制工作。在研制过程中，针对关键技术，七机部一院开展了大量的攻关工作。
首先是动力系统。为摸清用偏二甲肼代替混胺带来的问题，决定选用5D10发动机进行试验。1965年3月，进行了第一次热试车，启动后不久即发生了燃烧不稳定问题。这是中程导弹发动机正式开展研制后遇到的第一道难关。采用了五种不同的“液相分区”头部方案，试验均告失败。这表明“液相分区”方案对抑制偏二甲肼与硝酸燃烧时所产生的高频振荡效果不大，必须另找途径。从1965年3月开始，在11个月内，设计了30多种方案，进行了80多次试验，其中连续失败的有17次之多。结构设计与理论研究人员密切配合，扬长避短，到车间、试验室同工艺人员、试验人员和工人一起反复讨论、试验，集思广益，提出了“液相分区”和“隔板分区”的新组合方案，经过热试车考核，表明这一方案是行之有效的，至此，高频燃烧不稳定的重大技术关键终被突破，为液体发动机技术的迅速发展开辟了道路。采用这种方案的发动机代号为“YF-1”，即导弹的单机发动机。1965年7月，先后进行了短程、长程四机并联试车，发动机按预定程序启动、主级工作、转级与关机，不但四个分机工作协调，而且性能稳定，表明方案可行。
