1938年2月，蘇聯(lián)炮兵總局制定了新型203mm榴彈炮的設(shè)計(jì)需求，要求其兼具大口徑火力與更高的戰(zhàn)術(shù)機(jī)動性。

當(dāng)時(shí)蘇軍裝備的B-4型203mm榴彈炮行軍重量約17.7噸，需要使用履帶式牽引車（如“共產(chǎn)國際”和“伏羅希洛夫”）才能牽引，所以在軍級部隊(duì)作戰(zhàn)操作被認(rèn)為過于復(fù)雜。當(dāng)時(shí)需要一種口徑相同，但可由常規(guī)火炮牽引車拖曳，且行軍狀態(tài)轉(zhuǎn)為戰(zhàn)斗狀態(tài)所需時(shí)間更短的新型火炮。拉爾馬什工廠提出了U-3項(xiàng)目——一款在最初設(shè)計(jì)上就超越時(shí)代的武器。

由弗拉基米爾·尼古拉耶維奇·西多連科領(lǐng)導(dǎo)的設(shè)計(jì)局提出一個(gè)基金的設(shè)計(jì)方案：采用托盤式炮架結(jié)構(gòu)，從而可以設(shè)置兩個(gè)射擊位置。在高位模式下，炮架高度為1680mm，榴彈炮可以60°仰角進(jìn)行射擊，從而打擊位于反斜面上的目標(biāo)。在低位模式下，炮架降低到托盤上，提高了低仰角射擊時(shí)的穩(wěn)定性。

這種設(shè)計(jì)有效結(jié)合了攻城榴彈炮和大威力火炮的特性，無需改變炮架機(jī)構(gòu)即可改變射擊模式。然而，這項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)也帶來了操作不便的難題。

U-3榴彈炮炮管采用無襯管設(shè)計(jì)，便于在連續(xù)發(fā)射重約100千克的重型高爆榴彈后，對炮膛磨損進(jìn)行維修。炮閂完全沿用了B-4榴彈炮的設(shè)計(jì)：活塞式結(jié)構(gòu)，通過螺桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)閉鎖，并帶有機(jī)械式半自動退殼裝置。這種設(shè)計(jì)確保了技術(shù)的連續(xù)性，還可以利用現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)施。

手動操作的高低機(jī)為扇形機(jī)構(gòu)，可以保持60°仰角以下的穩(wěn)定射擊。液壓反后坐裝置和位于炮管下方的液氣復(fù)進(jìn)器構(gòu)成后坐力控制機(jī)構(gòu)。

1939年秋季的工廠測試暴露出嚴(yán)重問題。U-3的行軍重量超過12噸，對于蘇軍標(biāo)準(zhǔn)的5噸級火炮牽引車而言過重。在松軟地面上，牽引車容易打滑，行軍速度很少超過12～15千米/小時(shí)。此外，用于將炮架降至托盤上的液壓系統(tǒng)也不可靠——將火炮恢復(fù)射擊位置所需時(shí)間超過20分鐘，這對于軍屬炮兵來說是不可接受的。

1940年夏季的軍方測試暴露了該炮更多的問題。審核委員會指出，炮管俯仰調(diào)節(jié)速度過快，高低機(jī)設(shè)計(jì)存在缺陷。只能采用托盤支撐射擊方式，無法使用炮輪作為輔助支撐方式進(jìn)行射擊。全裝藥射擊時(shí)會給后坐控制機(jī)構(gòu)帶來過大的壓力，造成可靠性問題。

同時(shí)，U-3榴彈炮的彈道性能相當(dāng)不錯(cuò)。重型高爆榴彈的炮口初速超過600米/秒。最大射程約17千米，與B-4榴彈炮相當(dāng)，優(yōu)于M-40實(shí)驗(yàn)榴彈炮。審核委員會認(rèn)為，全裝藥的情況下，U-3的射擊精度在所有參與測試的火炮系統(tǒng)中最佳。

西多連科對審核委員會的結(jié)論提出異議，堅(jiān)持認(rèn)為U-3榴彈炮已經(jīng)通過了測試，并且表示暴露出的缺陷可以通過加強(qiáng)機(jī)械結(jié)構(gòu)和改進(jìn)液壓系統(tǒng)來解決。

二戰(zhàn)期間，U-3榴彈炮項(xiàng)目重新啟動。1942年春季，改進(jìn)后的U-3榴彈炮與“街壘”工廠設(shè)計(jì)局研制的BL-39榴彈炮進(jìn)行了對比測試。

審核委員會的測試報(bào)告自相矛盾：一方面，委員會認(rèn)為U-3榴彈炮整體設(shè)計(jì)簡潔，重量比同口徑的B-4榴彈炮更輕，且射擊精度極佳；另一方面，委員會發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的設(shè)計(jì)缺陷。

在仰角為45°時(shí)，液壓反后坐裝置將后坐距離延長到1340mm，而非計(jì)算出的880mm。這意味著在松軟地面上射擊時(shí)，炮尾可能會觸地。此外，在操作重型炮管時(shí)，高低機(jī)承受了過大的壓力，缺乏足夠的安全冗余。

U-3榴彈炮的歷史堪稱大膽的工程理念超越工業(yè)能力的經(jīng)典案例。這門炮擁有諸多客觀優(yōu)勢：更高的射擊精度，獨(dú)特的發(fā)射方式，以及相比笨重的B-4榴彈炮更加簡單的結(jié)構(gòu)。

然而，正是那些使其具備出色性能的超前設(shè)計(jì)——托盤支撐結(jié)構(gòu)、復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，以及難以承受全裝藥發(fā)射重型榴彈后坐力的后坐力控制機(jī)構(gòu)，成為在研發(fā)階段難以解決的難題。