Разработка управляемой ракеты класса «воздух-поверхность» с телевизионным наведением Х-59 началась в 1972 году в МКБ «Радуга» под руководством А.Я.Березняка (позже его сменил И.С.Селезнёв). За основу конструкции взята ракета Х-29Т с использованием ряда конструктивных решений Х-58. Первоначально планировалось сделать телевизионный вариант Х-58, но от этой идеи пришлось отказаться: высокоскоростной профиль полёта не обеспечивал на подлёте к цели требуемого времени для поиска и распознавания цели телевизионной ГСН. Было решено снизить скорость на этом этапе, что дало увеличение запаса времени. Разработка телекомандной системы наведения была поручена Лвьвовскому НПО «Текон». Для повышения надёжности, живучести и улучшения условий эксплуатации ракета скомпонована по отсекам. В каждом отсеке собраны системы, функционально наиболее связанные между собой.

В 1975–1977 годах на полигоне в Ахтубинске прошли лётно-конструкторские испытания Х-59 с использованием истребителя-бомбардировщика Су-17М4. Государственные испытания продолжались до в 1979 года. Испытания завершились успешно и ракета Х-59 была рекомендована к принятию на вооружение. Серийное производство организовано на Смоленском авиазаводе. Комплекс в составе фронтового бомбардировщика Су-24М, подвесного контейнера и 2 ракет принят на вооружение в 1981 году. Впервые ракета публично продемонтрирована в 1991 году на выставке вооружений в Дубаи.

Ракета Х-59 построена по аэродинамической схеме «бесхвоствки» с развитым крылом. Конструкция цельнометаллическая (АМГ-6, ВНС-2, ВКЛ-3). Для обеспечения теплоизоляции грузоотсек и аппаратные отсеки изнутри оклеены синтетическим материалом. Гаргрот с арматурой и проводкой энергопитания для обеспечения жёсткости залит пенопластом. В передней части установлены дестабилизаторы, складывающиеся при транспортировке. Управление рулями осуществляется при помощи электромеханических приводов, питающихся от аккумуляторной батареи и преобразователя. Головка самонаведения телевизионная, установлена в носовой части. Для защиты от пыли и насекомых стекло ГСН закрыто сбрасываемым коком. Боевая часть фугасная проникающего действия. Силовая установка Х-59 состоит из двух РДТТ: стартовым в сбрасываемом блоке и двухсопловым маршевым. На Х-59М применён малогабаритный турбореактивный двигатель РДК-300. Ракета применяется с катапультного устройства АКУ-58–1. Для транспортировки и хранения применяется термоконтейнер.

Х-59 предназначена для поражения важных объектов противника, прикрытых ПВО. Месторасположение цели определяется накануне полёта и её координаты вводятся в запоминающее устройство ПРНК самолёта-носителя. Пуск ракеты производится со средней дистанции. На начальном этапе полёта наведение ракеты автономное програмное. На расстоянии от цели 5–10 км отстреливается РДТТ первой ступени, освобождаются антенны телекомандной системы и начинается командное наведение. Полёт продолжается при помощи РДТТ второй ступени. Для командного наведения используется подвесной контейнер АПК-8 (АПК-9), имеющий антенны как в передней, так и в задней части, что позволяет самолёту выходить из атаки после пуска, не входя в зону ПВО. Телевизионное изображение местности транслируется на борт носителя, где оператор визуально производит распознавание цели. Затем он на телевизионном изображении накладывает подвижное перекрестье на цель и нажимает кнопку привязки автоматической системы слежения. После этого начинается самонаведение ракеты на цель.

В 1984 году группе разработчиков ракеты присуждена Государственная премия СССР.