В результате на свет появился уникальный разведывательный комплекс, ставший прототипом для ракетопланов конструкции Туполева.

«Ту-123» представлял собой цельнометаллический моноплан нормальной аэродинамической схемы с треугольным крылом. Габариты: длина самолета — 27,835 метра, высота — 4,781 метра, размах крыла — 8,414 метра, взлетная масса с ускорителями — 35 610 килограммов, масса пустого — 11 450 килограммов.

Крыло «Ястреба» не имело механизации и каких-либо рулевых поверхностей, его внутренние объемы не использовались.

Снизу-сзади на консолях крыла крепились антенны аппаратуры радиоуправления. Хвостовое оперение состояло из трех цельноповоротных рулевых поверхностей, ориентированных под углом 120° друг к другу и установленных на специальных наплывах, в которых размещались электрические рулевые машинки с водяным охлаждением. Эти поверхности управляли самолетом по трем каналам.

Фюзеляж типа монокок изготавливался из шести секций.

Носовая часть массой 2800 килограммов выполнялась спасаемой на парашютной системе. Она соединялась с хвостовой частью четырьмя пневмозамками. В ней размещалась разведывательная аппаратура, система кондиционирования, часть агрегатов воздушной системы, электро- и радиооборудование, четыре опоры шасси и основной посадочный парашют.

Для обеспечения доступа к этому оборудованию носовая часть имела два эксплуатационных разъема. Она хранилась и транспортировалась отдельно, в специальном закрытом полуприцепе с необходимым для разведаппаратуры микроклиматом, а при подготовке к полету с помощью подъемного крана пристыковывалась к самолету.

В неспасаемой хвостовой части фюзеляжа находились силовая установка, топливные баки, автопилот, агрегаты воздушной системы, энергоузел и тормозной парашют.

Маршевый турбореактивный двигатель «КР-15» (короткоресурсный вариант двигателя «Р-15Б») имел нерегулируемое эжекторное сопло и работал на форсажном режиме на протяжении всего полета, развивая тягу в 10 тонн. На нижней поверхности хвостовой части располагался нерегулируемый сверхзвуковой воздухозаборник с неподвижным полуконусом.

Для обеспечения устойчивой работы двигателя на дозвуковых скоростях к обечайке воздухозаборника снаружи пристыковывался специальный коллектор в форме полукольца, который при достижении околозвуковых скоростей отстреливался. Одновременно с маршевым турбореактивным двигателем на начальном этапе полета работали два твердо топливных ускорителя тягой по 75 тонн, установленные под крылом у бортов фюзеляжа. Оканчивалась хвостовая часть эжекторным соплом. Сверху был установлен контейнер с тормозным парашютом, снизу — подфюзеляжный гребень.

Предполетная подготовка и запуск «Ястреба» производились на стартовой установке «СУРД-1», которая могла буксироваться тягачом «МАЗ-537». Перед пуском выполнялись предусмотренные проверки бортовых систем и в автопилот вводилась заранее рассчитанная программа полета. Самолет поднимался в стартовое положение под углом 12° к горизонту.

Включался маршевый двигатель и выводился на максимальный, затем на форсажный режим работы. Самолет при этом удерживался на установке единственным специальным болтом.

Далее командир стартового расчета производил пуск. Одновременно срабатывали оба пороховых ускорителя, и аппарат, срезая спецболт, сходил с установки. Через несколько секунд после старта отработавшие ускорители отстреливались.

Далее разведчик летел в автоматическом режиме.

На завершающем этапе полета самолет управлялся, как правило, в ручном режиме, с помощью бортовых и наземных радиотехнических средств. Это позволяло точнее вывести аппарат в район посадки. Над выбранным местом подавались радиокоманды на выключение маршевого двигателя, слив остатков топлива, перевод «Ястреба» в набор высоты для гашения скорости и выпуск тормозного парашюта. После этого производилось отделение от самолета носовой части, выпуск ее посадочных опор и основного парашюта, обеспечивающих безопасное приземление этого отсека.

Хвостовая часть самолета опускалась на землю на тормозном парашюте с большой вертикальной скоростью и при ударе о землю деформировалась так, что повторно быть использована не могла. При проектировании «Ту-123» предполагалось многократное использование его носовой части.

Однако на практике для каждого полета целиком готовился новый самолет.

Существовавший задел по беспилотному самолету «Ту-121» позволил в короткие сроки подготовить к испытаниям первые экземпляры «Ястреба» для заводских и совместных испытаний. Заводские испытания были закончены в сентябре 1961 года, государственные испытания — в декабре 1963 года.

На основании положительных результатов этих испытаний постановлением Совета министров от 23 мая 1964 года система дальней беспилотной фото- и радиотехнической разведки «Ястреб» была принята на вооружение советских ВВС.

Серийное производство беспилотного самолета «Ту-123» и других элементов системы продолжалось в Воронеже до 1972 года; всего было построено 52 экземпляра. Полеты «Ястреба» с целью проверки и поддержания практических навыков специалистов обслуживающих частей проводились, как правило, только на крупных советских полигонах, а маршрут прокладывался над малонаселенными районами СССР.