Sviluppato negli anni '80 sulla base del missile aria-aria pesante R-33 (AA-9 Amos), il missile aria-aria pesante R-37 (AA-13 Axehead), all'origine del missile R-37M, è stato progettato per dare agli aerei che non disponevano del potentissimo radar del MIG-31 la possibilità di ingaggiare bersagli aerei a lungo raggio.
Per questo, il cercatore radar semi-attivo dell'R-33 fu sostituito da un cercatore radar attivo accoppiato con navigazione inerziale come avvenne per il missile americano AIM-54 Phoenix che allora equipaggiava l'F-14 Tomcat della US Navy, che doveva permettere di equipaggiare il missile con una gittata di 200 km a bordo di caccia da superiorità aerea come il Su-27 o il Su-30.
Tuttavia, le difficoltà economiche incontrate dall'Unione Sovietica hanno indotto le autorità a rallentare notevolmente i lavori di questo programma nel 1988, senza che fosse mai commissionato. Nel 2006, forte dell'impegno e dei nuovi crediti messi a disposizione dal Cremlino dall'arrivo di Vladimir Putin, lo specialista missilistico russo Vympel MKB si è impegnato a riesumare il programma, in vista di ammodernarlo e soprattutto di poter dotare i nuovi caccia russi Su-30SM, Su-35 e Su-57.
L'aeronautica russa voleva acquisire un missile in grado di costituire una minaccia per i dispositivi di supporto come i velivoli di allarme aereo avanzato (Awacs E-3 Sentry, E-7 Wedgetail, E-2 Hawkeye, ecc.), aerei cisterna come il KC-135, l'A330 MRTT o il KC-130, nonché dispositivi di intelligenza elettronica come il Rivet Joint o il Compass Call.
Per lo stato maggiore russo si trattava di neutralizzare l'efficacia di questa flotta aerea di supporto, che costituisce un considerevole moltiplicatore di forza per la NATO. Inizialmente progettato per sostituire l'R-33 come parte della modernizzazione del Mig-31BM, il missile R-37M (per modernizzato) è entrato in servizio nel 2018 a bordo di questo velivolo.
Molto rapidamente, gli ingegneri russi si sono impegnati a farlomontare l'R-37M a bordo dei Su-35, l'ultimo caccia per la superiorità aerea della famiglia Flanker, dotato del potentissimo radar ad antenna elettronica passiva (PESA) Irbis-E. Appena due anni dopo, al fine 2020 è stata dichiarata operativa la coppia Su-35/R-37M all'interno dell'aeronautica russa.
Capace di ingaggiare un dispositivo a 200 km in tiro diretto e fino a 400 km in tiro planante ad alta quota, l'R-37M raggiunge una velocità terminale superiore a Mach 5, rendendo particolarmente difficile l'evitamento in manovra per l'aereo bersaglio, che ha solo una finestra di tempo molto breve per tentare di uscire dall'involucro di intercettazione del missile.
Inoltre, poiché il missile è stato sviluppato solo in Russia, anche negli anni '80, e non è mai stato esportato, poche informazioni su di esso sono state filtrate consentendo di configurare efficacemente i sistemi di disturbo difensivo per contrastare questa minaccia, all'interno della NATO come il Aeronautica militare ucraina.
Soprattutto, mentre la percezione generale tendeva a qualificare l'R-37M come un missile specializzato nell'intercettazione di bersagli imponenti e poco manovrabili della flotta di supporto, ora sembra che sia molto efficace anche contro aerei da combattimento di caccia o cacciabombardieri tipo molto manovrabile ed in evoluzione, inoltre, a bassissima quota.
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