Mặc dù Trung Quốc đã có thể đứng vào hàng ngũ các quốc gia sở hữu khả năng răn đe hạt nhân với sự thành công của tên lửa đạn đạo DF-2A nhưng đặc tính kỹ chiến thuật của DF-2A tương đối kém nên khả năng răn đe của nó chỉ tồn tại ở trên lý thuyết.
Mặt khác, những công nghệ học “mót” của Liên Xô không giúp cho Trung Quốc làm chủ được những thiết kế của mình cho những thế hệ tên lửa tiếp theo. Trung Quốc đã yêu cầu Học viện nghiên cứu số 5 tập trung tối đa nguồn lực để phát triển những công nghệ tên lửa đạn đạo của riêng mình.
Chương trình phát triển tên lửa đạn đạo mới được chỉ định là DF-3, được khởi xướng vào năm 1963. Ngay khi chương trình được khởi xướng, một cuộc đấu đá đã xảy ra trong nội bộ nhóm thiết kế của chương trình.
Tsien Hsue-shen là nhà khoa học hàng đầu thế giới về công nghệ tên lửa từng làm việc tại Học viện công nghệ Massachusetts nhưng đã bị Mỹ trục xuất về nước. Ông đề nghị phát triển chương trình DF-3 theo công nghệ Mỹ, nơi ông đã từng làm việc với tư cách là chuyên gia đầu ngành.
Trong khi đó, những người được đào tạo tại Liên Xô lại ủng hộ việc triển khai chương trình theo hướng công nghệ Liên Xô. Cuối cùng, Tsien bị “đá” ra khỏi chương trình, từ đó về sau, ông không còn phụ trách bất kỳ chương trình phát triển tên lửa đạn đạo nào của Trung Quốc.
Mục tiêu đề ra của chương trình DF-3 là phát triển một tên lửa có khả năng tấn công các căn cứ quân sự của Mỹ ở Philippines. Khái niệm thiết kế được phê duyệt vào năm 1965, thử nghiệm đầu tiên được lên kế hoạch vào năm 1967, hoàn thành phát triển vào năm 1969.
DF-3 là một tên lửa đạn đạo tầm trung sử dụng nhiên liệu lỏng một giai đoạn. Tên lửa được trang bị động cơ YF-2 do Trung Quốc tự thiết kế. Động cơ này gồm 4 vòi phun cung cấp lực đẩy tối đa 104 tấn, động cơ có thời gian cháy liên tục 130 giây. Tên lửa DF-3 có chiều dài 20,65 mét, đường kính 2,25 mét, tầm bắn thiết kế khoảng 2.650km, có khả năng mang theo đầu đạn hạt nhân 3Mt.
Tên lửa đạn đạo xuất khẩu duy nhất của Trung Quốc
Để đảm bảo sự thành công cho chương trình, quá trình thử nghiệm được chia làm 2 giai đoạn. Giai đoạn 1 đảm bảo cho tên lửa bay lên là được, sau đó tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện để đạt yêu cầu thiết kế đề ra.
Vụ phóng thử đầu tiên của DF-3 được diễn ra tại trung tâm thử nghiệm tên lửa ở Tửu Tuyền, tỉnh Cam Túc. Tuy nhiên, 3 lần thử nghiệm liên tiếp của DF-3 đều không thành công, điều này khiến nhóm thiết kế bị lung lay dữ dội.
Đến lần thử nghiệm thứ 4 vào ngày 26/05/1967 mới thành công một phần, tên lửa đạt tầm bắn tối đa 1.726km. Từ năm 1968 trở đi, DF-3 được chuyển đến trung tâm thử nghiệm mới ở Thái Nguyên. Việc thay đổi trung tâm thử nghiệm đã đem lại vận may cho chương trình này. DF-3 đạt được thử nghiệm đầy đủ vào ngày 18/12/1968 với tầm bắn tối đa 2.517km.
Từ năm 1969, một số lượng nhỏ tên lửa DF-3 đã được chuyển giao cho lực lượng nhị pháo (cách gọi lực lượng tên lửa chiến lược Trung Quốc). Tính đến tháng 08/1980, khoảng 150-200 tên lửa DF-3 đã được triển khai hoạt động.
Mặc dù DF-3 có thể coi là một thành công đối với công nghệ tên lửa bản địa, nhưng một số vấn đề khác lại phát sinh, ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của tên lửa. Động cơ YF-2 do Trung Quốc chế tạo có độ tin cậy kém, việc khởi động tên lửa quá rườm rà và tốn rất nhiều thời gian.
Năm 1980, quân đội Trung Quốc đã đề xuất chương trình cải thiện hiệu suất cho DF-3, được chỉ định là DF-3A. Biến thể hiện đại hóa DF-3A có chuyến thử nghiệm đầu tiên vào năm 1984. Tuy nhiên, một lần nữa, 2 chuyến thử nghiệm liên tiếp của DF-3A đều thất bại.
Các kỹ sư buộc phải thiết kế lại DF-3A vào giai đoạn 1985-1986, 2 thử nghiệm tiếp theo được thực hiện thành công. Tên lửa được cấp chứng nhận cấp nhà nước vào năm 1988. Mặc dù vẫn trong giai đoạn phát triển nhưng Trung Quốc đã bán được cho Arab Saudi khoảng 90-120 tên lửa DF-3A cùng khoảng 9-12 bệ phóng. Đây được xem là hợp đồng xuất khẩu tên lửa đạn đạo đầu tiên và duy nhất cho đến nay của Trung Quốc.
Tên lửa DF-3A đi vào phục vụ trong lực lượng nhị pháo (Tên lửa đạn đạo chiến lược Trung Quốc) từ năm 1988 nhưng từ đó về sau, tên lửa không được phóng thử nghiệm thêm lần nào nữa. Theo báo cáo sức mạnh quân sự Trung Quốc năm 2009 của Lầu Năm Góc, ước tính còn khoảng 15-20 tên lửa DF-3A cùng 5-10 bệ phóng vẫn đang hoạt động.
15 năm nghiên cứu, 5 lần thất bại, DF-3 được ví như một chương trình phát triển tên lửa mang tính thử nghiệm, làm cơ sở cho những phát triển tiên tiến hơn về sau hơn là một vũ khí chiến đấu thực sự. DF-3 vẫn lặp lại những điểm yếu cố hữu trên DF-1 và DF-2 đó cũng chính là tử huyệt của công nghệ tên lửa Trung Quốc giai đoạn 1970-1980.
