В 1962 году ОКБ-52 вышло с предложением о создании унифицированной противокорабельной ракеты, способной запускаться как с подводных лодок, находящихся в подводном положении, так и с надводных кораблей. Новый комплекс предназначался, в частности, для замены на подводных лодках ПКР "Аметист" (ставилась задача обеспечения возможности старта из старых пусковых установок ПУ комплекса П-70). Постановление Совета Министров на разработку вышло 28 февраля 1963 года.

В 1964 году был выполнен эскизный проект ракеты 4К85 для нового комплекса П-120 "Малахит". Новая ракета, являясь усовершенствованной модификацией ПКР "Аметист", отличалась от нее увеличенной в 1,5 раза дальностью стрельбы и более совершенной системой наведения (была улучшена ее избирательность).

Ракета 4К85 оснащена твердотопливным маршевым двигателем разработки КБ-2 авиазавода № 81, возглавляемого И.Картуковым. Она имела универсальный твердотопливный стартовый агрегат, обеспечивающий возможность пуска как из подводного, так и из надводного положения. Ракета несла обычную массой 840 кг или ядерную боевую часть. По сравнению с ПКР "Аметист" в данной ракете была улучшена избирательность радиолокационной системы самонаведения, повысилась ее помехозащищенность. Перед стартом, исходя из тактической обстановки, устанавливался сектор захвата цели. В дополнение к активной радиолокационной головке самонаведения ПКР получила еще и т.н. "блок доведения" - инфракрасный датчик "Дрофа", установленный в контейнере на внешней подвеске и подстраховывающий» РЛС на конечном участке траектории.

На базе двухканального устройства обнаружения цели и самонаведения в системе управления, разработанной НПО "Альтаир", реализовались некоторые принципы избирательного поражения целей из состава кораблей соединения путем осуществления логических операций. Были предельно сокращены и автоматизированы ручные операции по подготовке и пуску ракеты. В процессе создания комплекса "Малахит" проводились обширные модельные испытания, связанные с изучением специфических особенностей подводного старта. Эти эксперименты по заданию НПОМ, помимо ЦАГИ, проводились также в НИИ механики МГУ. Руководил этими работами академик Л.И.Седов, который внес большой вклад в теоретическое обоснование оригинальной методики экспериментов и анализ полученных результатов. Используя данные этих работ, был осуществлен ряд мероприятий по повышению устойчивости движения ракеты на подводном участке движения.

Успешное завершение большого объема летных испытаний системы управления на самолете-лаборатории Ил-14, модельных испытаний и наземной отработки КР «Малахит» позволило перейти к этапу летно-конструкторских, а затем и государственных испытаний.

Для испытаний ракеты, проводившихся в 1963-1968 годах, был разработан проект переоборудования стенда ПС-А, созданного для испытания ракет "Аметист", под ПКР "Малахит" - стенд ПС-120 (разработчик ЦПБ "Волна", главный конструктор Я.Е.Евграфов. Испытания ракеты проходили с 25 сентября 1968 года, в 1969 году ракета испытывалась с погруженного на 50 м стенда, позднее испытания были продолжены с боевых кораблей.

В 1970-1972 годах комплекс проходил испытания с малого ракетного корабля пр.1234 ("Буря") с пусками из ПУ типа КТ-120-1234, а в 1974-1975 с подлодок пр.670М с пусками из пусковых установок СМ-156 (пусковой контейнер КТ-84) под углами старта около 32°.

Ракета П-120 была принята на вооружение 17 марта 1972 года для надводных малых ракетных кораблей (МРК) проекта 1234 и 21 ноября 1973 года - для подлодок проекта 670М. Ракетным комплексом "Малахит" планировалось вооружить также атомные лодки проекта 686 (705А), разрабатывавшиеся в середине 1960-х годов. Однако продолжения эта разработка не получила. Серийное производство П-120 было развернуто на машиностроительном заводе № 47 (г.Оренбург).

На атомных подводных лодках проекта 670М оружие сочеталось с новым гидроакустическим комплексом "Рубикон", имеющим дальность обнаружения более 150 км. Таким образом, подводная лодка получала возможность применять свой "главный калибр" на полную дальность, без внешнего целеуказания. Автоматизированная предстартовая подготовка ракетного залпа обеспечивалась КСУ "Дунай-670М", построенной на основе цифровой ЭВМ. КСУ проверяла все восемь ПКР одновременно и обеспечивала их старт. По сравнению с комплексом "Аметист" (имеющим аналоговую аппаратуру) время предстартовой подготовки сократилось в 1,3 раза.

Испытания противокорабельного комплекса "Малахит" были проведены в апреле-декабре 1974 г. (в них задействовали ПЛАРК "К-452"). Было выполнено, в общей сложности, восемь пусков, четыре из которых можно было признать удачными. Старт ракеты с подводной лодки выполнялся из подводного положения (с глубины 50 м) из контейнера заполненного водой («мокрый старт»). Стартовая установка разработана в ленинградском ЦКБ-34 (Конструкторское бюро специального машиностроения).

На Черноморском флоте этими ракетами были вооружены малые ракетные корабли пр.1234, пр.12341 и пр.1240. Последний корабль на ЧФ, оснащенный данным ракетным комплексом - малый ракетный корабль "Мираж" - был исключен из состава флота 23.10.2020 г.