Po zakończeniu pracy silnika pierwszego stopnia następowało rozdzielenie członów rakiety i uruchomienie silnika drugiego stopnia. Jego czas pracy wynosił 10 sekund. Obok sześciu dysz wylotowych rozmieszczonych dookoła kadłuba znajdowało się sześć skrzydeł wykonanych ze sklejki. Według niektórych opracowań 1/3 cięciwy skrzydeł pokryta była blachą, która służyła za antenę odbiorczą. Głowica bojowa znajdowała się w tylnej części kadłuba, zaś zapalnik zbliżeniowy i przedział kierowania zlokalizowano z przodu - sterowanie pociskiem zapewniały cztery płytowe stateczniki w układzie kaczki.
Pocisk wersji R 1 okazał się jednak nieudany ze względu na zbyt niskie osiągi, stąd też w późniejszym okresie użyto go jedynie do prób układów kierowania itp.
W rozwojowej wersji naddźwiękowej Rheintochter, oznaczonej jako R 3, której pierwszy prototyp wzniósł się w powietrze w końcu 1944 roku, w celu zwiększenia osiągów (prędkości i pułapu) zmieniono układ napędowy. Pierwszy stopień rakiety tworzyły dwa silniki, umieszczone po bokach kadłuba drugiego stopnia – ich czas pracy wynosił 0,9 sekundy, po czym następowało ich odrzucenie. Drugi stopień rakiety napędzany był silnikiem na ciekłe materiały pędne.