В 1975–1977 гг. в процессе создания ракет-носителей сверхтяжёлого класса «Энергия» и среднего класса «Зенит» проводились исследования по созданию ракеты-носителя промежуточного (тяжёлого) класса грузоподъёмностью 30–60 т.
Начальным вариантом такой ракеты-носителя явилась ракета-носитель «Гроза» (РЛА-125), состоящая из центрального и двух боковых блоков от ракеты-носителя «Энергия». В 1976 г. было разработано техническое предложение по РН «Гроза», а в 1977 г. — дополнение к нему.
В 1985 г., в соответствии с Постановлением от 25 декабря 1984 г., был выпущен эскизный проект, показывающий принципиальную возможность создания на производственно-технологической базе ракеты-носителя «Энергия» ракеты-носителя тяжёлого класса «Гроза» грузоподъёмностью на низкой орбите до 63 т.
По решению НТС Минобщемаша от 18 августа 1988 г., НПО «Энергия» было поручено уточнить эскизный проект по ракете-носителю «Гроза» (РЛА-125) с учетом выведения космических аппаратов в интересах науки, народного хозяйства и Министерства обороны массой от 25 т до 40 т на низкие орбиты.
В 1989 г. было выпущено дополнение к эскизному проекту ракеты-носителя «Гроза», в котором предлагалось использовать на центральном блоке не четыре двигателя РД-0120, а два с соответствующим уменьшением размеров центрального блока, а также были рассмотрены варианты ракеты-носителя грузоподъёмностью от 27 т до 50 т, в том числе с использованием крылатого многоразового блока 1 ступени.
Дальнейшие проработки по ракете-носителю тяжёлого класса завершились выпуском в 1990 г. эскизного проекта ракеты-носителя, получившей условное название «Нейтрон» (приказ Генерального конструктора от 28 декабря 1989 г.), который был одобрен Советом Главных конструкторов 19 июля 1990 г.
Ракета-носитель получила официальное название «Энергия-М». В этом же году был изготовлен и установлен на стартовой позиции полноразмерный макет ракеты.
8 апреля 1991 г. было принято Постановление о создании на конкурсной основе ракеты-носителя тяжёлого класса. В конкурсе приняли участие НПО «Энергия», НПО «Южное» (С.Н.Конюхов) и КБ «Салют» Д.А.Полухин). 6 июля 1991 г. коллегия и президиум НТС Минобщемаша приняли решение о целесообразности разработки и создания ракеты-носителя тяжёлого класса «Энергия-М"».
Разработка исходных данных и технических заданий на составные части ракеты-носителя «Энергия-М» началась в том же 1991 г.
С 1991 по 1993 гг. разрабатывалась конструкторская документация и подготавливалось производство для изготовления ракеты-носителя. В 1993 г. было закончено согласование и выпущено тактико-техническое задание на разработку ракеты-носителя «Энергия-М», утвержденное генеральным директором РКА Ю.Н.Коптевым и согласованное с командующим ВКС МО РФ В.Л.Ивановым.
Двухступенчатая ракета-носитель «Энергия-М» является базовой для трёхступенчатых модификаций, отличающихся типами применяемых разгонных блоков.
Ракета-носитель выполнена по пакетной схеме с параллельным расположением ступеней, в которой два ракетных кислородно-углеводородных блока 1 ступени, заимствованные с ракеты-носителя «Энергия», расположены вокруг центрального кислородно-водородного блока 2 ступени, разработанного на базе аналогичного блока ракеты-носителя «Энергия».
На центральном блоке установлен один двигатель РД-0120, который запускается на Земле с опережением относительно двигателей РД-170 1 ступени.
Пакет из ракетных блоков устанавливается на стартово-стыковочный блок (блок Я), заимствованный с ракеты-носителя «Энергия», служащий для обеспечения силовых, пневмо-, гидро- и электрических связей ракеты-носителя с пусковой установкой при подготовке к пуску и являющийся опорным элементом при сборке, транспортировании и установке ракеты-носителя на пусковую установку.
Полезный груз размещается в грузовом отсеке блока 2 ступени и механически связан или с переходным отсеком (в двухступенчатой модификации) или с разгонным блоком (в трёхступенчатой модификации).
Управление и стабилизация ракеты-носителя на активном участке полёта осуществляются отклонением с помощью системы рулевых приводов вектора тяги двигателей 1 и 2 ступеней в двух плоскостях, при этом на 1 ступени происходит качание в двух плоскостях четырёх камер сгорания каждого двигателя, на 2 ступени — качание двигателя также в двух плоскостях, а для управления по крену используются специальные агрегаты крена, работающие на газе, отбираемом из двигательной установки 2 ступени.
Предложенная компоновка ракеты-носителя «Энергия-М» в отличие от всех существующих ракет предусматривает крепление боковых блоков в верхнем поясе связей на грузовом отсеке центрального блока, что позволяет за счёт уменьшения длины ракеты снизить уровень нагрузок на модульные части боковых блоков до уровня нагрузок для ракеты-носителя «Энергия», отказаться от специального опорного устройства (имитаторов двух боковых блоков), а также увеличить массу полезного груза за счёт отделения верхнего пояса силовых связей с грузовым отсеком.
Ракета-носитель «Энергия-М» создавалась с максимальным заимствованием блоков, систем и агрегатов, прошедших экспериментальную и наземную отработку в составе ракет-носителей «Зенит» и «Энергия», включая использование высокоэнергетического горючего — жидкого водорода, а её эксплуатация предусматривалась со стартовых сооружений и с технического комплекса ракеты-носителя «Энергия».
Использование материальной части ракеты-носителя «Энергия» для ракеты-носителя «Энергия-М» потребует в 5–6 раз меньших затрат, чем создание новой экологически чистой ракеты-носителя такой же грузоподъёмности.
Сравнение характеристик ракеты-носителя «Энергия-М» и зарубежных ракет-носителей показывает что по размерам и энергетическим возможностям ракета-носитель «Энергия-М» находится на уровне наиболее мощных ракет-носителей «Ариан-5» и «Титан-4», превосходя их по массе и габаритам выводимого полезного груза, что её удельные характеристики находятся на уровне лучших характеристик зарубежных ракет-носителей, что она является экологически безопасной системой по сравнению с зарубежными ракетами-носителями, так как не использует ни высокотоксичных компонентов топлива, ни твёрдотопливных двигателей и, что предполагаемая стоимость её пуска будет ниже стоимости пуска зарубежных ракет.
Введение в эксплуатацию ракеты-носителя «Энергия-М» оправдано устойчивой областью её применения, обоснованной существующими тенденциями развития космических аппаратов.
Анализ программ научных исследований, народнохозяйственной и космической деятельности и задач Министерства обороны с 1992 по 2005 гг., характеристик задействованных в этих программах КА, а также характеристик зарубежных КА показывает тенденцию увеличения их масс и размерностей. Так, к 2005 г. масса КА может возрасти до 6 т на геостационарных и до 23 т на высокоэллиптических орбитах. Выведение таких КА с увеличенной массой и обеспечивается ракетой-носителем «Энергия-М"».
Анализ разрабатываемых в настоящее время полезных грузов показывает, что среди них есть и характеризующиеся невозможностью создания плотной компоновки под обтекателем ракеты-носителя на участке выведения. Это прежде всего полезные грузы, предназначенные для создания крупногабаритных конструкций в космосе, связные КА с несколькими пространственно разнесёнными антеннами или КА с единичными большими антеннами. Ракета-носитель «Энергия-М», имея увеличенные размеры зоны полезного груза и, соответственно, обтекателя, также обеспечивает выведение таких полезных грузов.
В настоящее время широко применяется групповое выведение КА, которое реализовано на отечественных ракетах-носителях «Циклон» и «Космос», на зарубежных ракетах-носителях «Ариан-4» и «Титан-3» и планируется на ракетах-носителях «Ариан-5», Н-2,  «Великий поход-3А», а также на ракете-носителе «Энергия-М». Такой способ выведения уменьшает стоимость выведения КА за счёт замены нескольких пусков меньших ракет-носителей одним пуском ракеты-носителя большей грузоподъёмности; создает более благоприятные условия для народнохозяйственной деятельности в районах отчуждения за счёт сокращения кратности и суммарной длительности введения в этих районах ограничений, связанных с пусками, а также расширяет область применения ракет-носителей, делая их более конкурентоспособными на рынке средств выведения.
Реализация разработки ракеты-носителя «Энергия-М» позволит обеспечить решение целевых задач в интересах народного хозяйства, науки и обороны (выведение тяжёлых спутников систем связи, модулей космических станций и др.); осуществить в ближайшем будущем замену ракеты-носителя «Протон» на высокотоксичных компонентах топлива, использование которых приводит к исключению из народнохозяйственного оборота отчуждаемых земель и представляет большую потенциальную экологическую угрозу как в случае аварии ракеты-носителя, так и в процессе транспортирования и хранения компонентов топлива, а также сохранить в работоспособном состоянии созданный комплекс ракеты-носителя «Энергия».
Являясь единственной в своем классе ракетой-носителем, использующей экологически чистые компоненты топлива и имеющей относительно невысокую стоимость пуска, ракета-носитель «Энергия-М» будет иметь высокую конкурентноспособность на международном рынке в сравнении с существующими и разрабатываемыми зарубежными ракетами-носителями «Титан-4» (США), «Ариан-5» (ЕКА), «Н-2»  (Япония) и др.
Дальнейшее развитие ракеты-носителя «Энергия-М» возможно в направлении её использования для выведения малого многоцелевого орбитального корабля, предназначенного для транспортно-технологических работ при обслуживании орбитальных станций, а также применения в её составе многоразовых блоков 1 ступени, возвращаемых к месту старта, что исключает необходимость отчуждения земель для районов их падения.
К сожалению, в 1995 г. темпы работ по созданию ракеты-носителя резко снизились. Финансирование работ было приостановлено.