1941年春，蘇聯正在為與納粹德國不可避免的戰爭做準備。

1941年，安裝ZIS-6主炮的KV-2坦克。

蘇聯武器設計師竭盡全力尋找擊穿納粹德國重型坦克的方法。研制超強坦克炮的計劃并非憑空而來，1941年春，蘇聯情報部門就不斷報告稱，納粹德國已經裝備裝甲厚度80～100mm的重型坦克。這些情報有些是錯誤的，有些則被嚴重夸大，但蘇聯高層卻認真對待了。在此背景下，76mm火炮確實顯得威力不足。

格里戈里·伊萬諾維奇·庫利克元帥來到高爾基市92號炮兵工廠，指派總設計師瓦西里·加夫里洛維奇·格拉賓緊急為KV-1重型坦克換裝威力更強大的主炮。格拉賓一直認為76mm主炮不足以作為重型坦克的武器，所以欣然接受了這項任務。最終成果就是107mm坦克炮，在文件中最初命名為F-42，后來更名為ZIS-6。

ZIS-6與二戰時期納粹德國坦克炮的對比。

ZIS-6的設計工作始于格拉賓與斯大林的一次電話交談，這次談話發生在庫利克視察之后不久。斯大林詢問設計師格拉賓，在重型坦克上安裝107mm大威力火炮的可行性。格拉賓回答說，他的設計局早在1940年就認為76mm火炮不適用于重型坦克，并提出了一種威力更大的武器方案，但當時被軍方否決了。

斯大林命令盡快給出解決方案，格拉賓獲得了蘇聯領導層的全力支持。原型炮的制造和測試僅用了38天，而不是原計劃的45天。技術流程隨即進入生產設計階段，一些零部件已經投入批量生產，這是一個冒險的舉動。該炮尚未正式服役，也沒有進行軍方測試，但工廠的進度已經提到了投產命令之前。

ZIS-6與其他蘇聯坦克炮的對比。

即便以蘇聯國防工業的標準來看，當時ZIS-6的研制工作進度也快得驚人。各設計局和工廠實際上已轉入全天候不間斷作業模式。為了加快進度，一些計算工作與零部件的制造是同步進行的。這種做法后來在戰時成了常態，但在1941年春，它被視為一項非同尋常的舉措。

1941年，ZIS-6火炮安裝在KV-2坦克上進行實彈測試。

從設計角度來看，ZIS-6大量借鑒了早期火炮系統的技術方案。該炮使用分裝式彈藥——類似M-60師級火炮——但增加了發射藥量。身管長5185mm，發射16.55千克的BR-420穿甲彈時，炮口初速可以達到830米/秒。根據蘇聯的測量標準，該炮在1000米距離上，穿甲厚度為160～175mm。這一性能足以擊穿當時任何坦克，包括納粹德國正在研制的新型坦克。另外，該炮還可以發射包括OF-420高爆榴彈在內的各種炮彈。

1940型107mm師級加農炮（M-60）。

當時的KV-1重型坦克配備的F-32型76mm主炮，在類似距離上只能擊穿60～70mm厚的裝甲，兩者差距巨大。就彈道性能而言，ZIS-6幾乎可以與二戰后期出現的重型反坦克炮相媲美，而這些武器還要等幾年才會出現。

測試這門大威力火炮需要一個合適的平臺。ZIS-6最初是為新型KV-3重型坦克設計的，但當時KV-3尚未研制成功，所以這門火炮被安裝在一輛量產型KV-2重型坦克的改裝炮塔上。1941年5月14日，ZIS-6進行了首次射擊，5月底，這門火炮被送往列寧格勒的基洛夫工廠進行安裝。由于炮塔生產廠家伊若拉工廠的進度延誤，安裝工作被推遲了。直到庫利克元帥親自干預，6月18日簽署命令授權測試后，這輛換裝ZIS-6火炮的KV-2坦克才被送往戈羅霍韋茨炮兵試驗場。測試于1941年6月25日～7月5日進行，此時納粹德軍已經入侵蘇聯。

1941年，ZIS-6火炮在KV-2坦克上進行測試。

此時，KV-3重型坦克與其說是一輛真正的坦克，不如說更像是一個設計項目。預計戰斗全重接近70噸，裝甲厚度約120mm。實際上，在納粹德國“虎”式坦克出現之前，蘇聯就試圖打造一款能夠與未來納粹德國超重型坦克匹敵的新型坦克。然而，到了1941年，蘇聯工業生產能力連標準的KV-1坦克都難以保證。

該炮共發射了618發炮彈。在486發之前，射擊精度都一直令人滿意，之后由于炮管磨損導致射擊精度急劇下降。之所以造成這樣的局面，是因為使用了炮口初速840米/秒的強裝藥，而非標準發射藥。在1600米的距離上，穿甲彈可以擊穿傾角為60°的120mm厚的裝甲板，審核委員會認為這樣的穿甲威力已經足夠。發射315發炮彈后，裝填裝置斷裂，但審核委員會認為這門火炮很有發展前景。格拉賓將損壞的火炮送回工廠維修。

1941年，ZIS-6火炮在KV-2坦克上進行測試。

盡管在測試過程中，ZIS-6暴露出了一些缺陷，還是給蘇聯軍方留下了深刻印象。1941年夏，沒有任何納粹德國坦克炮的穿甲性能可以與之相比。從理論上看，ZIS-6可以在納粹德國坦克無法有效還擊的距離上，摧毀任何納粹德國坦克。

ZIS-6火炮的生產已經開始。根據92號炮兵工廠1941年7月10日的報告，當時有213門ZIS-6火炮處于不同的生產階段，其中至少有4門已經完成。當時計劃為KV-3坦克生產500門火炮。然而，到了7月，由于納粹德軍已經逼近列寧格勒，在這里生產KV-3坦克顯然已經不可能了。坦克生產線轉移到了車里雅賓斯克拖拉機廠，ZIS-6火炮訂單也減少到35門。1941年9月，格拉賓提出了ZIS-6A方案，配備雙聯裝45mm火炮，但該方案最終停留在紙面上。不久之后，107mm火炮的所有研制工作全部停止。

1941年，ZIS-6火炮在KV-2坦克上進行測試。

衛國戰爭爆發后，蘇聯工業體系迅速從研制先進項目轉向大規模生產結構盡可能簡單，且已投入批量生產的武器裝備。隨著工廠內遷、設備損失、熟練技術工人短缺等客觀因素的影響，讓超重型坦克的生產變得幾乎不可能。在這種情況下，即使ZIS-6火炮的性能相當出色，但是如果缺乏能夠安裝它的量產型坦克，再先進的火炮也毫無價值。

原計劃中的KV-3、KV-4和KV-5重型坦克都沒有投入批量生產，既然沒有了搭載平臺，ZIS-6火炮也就失去了存在的價值，原型炮最終被送去回爐。鑒于當時前線的武器裝備極度匱乏，這一決定令格拉賓倍感沮喪。ZIS-6火炮項目唯一留下的積極成果，就是在火炮快速設計與工業化生產方面積累的經驗。正是這些寶貴的技術積累，為后來研制更成功的武器系統（包括著名的ZIS-3師級野戰炮和ZIS-2反坦克炮）奠定了基礎。

1941年，ZIS-6火炮在KV-2坦克上進行測試。

有趣的是，蘇聯直到二戰末期才重新考慮研制大威力坦克炮，這是因為納粹德國“虎王”重型坦克和“獵虎”坦克殲擊車的出現，再次引發了對抗重型裝甲的難題。然而，蘇聯設計機構的工作重點轉向了100mm和122mm火炮，這些火炮更適合大批量生產，并且在重量、威力和身管壽命方面具有更出色的組合。

1941年，ZIS-6火炮在KV-2坦克上進行測試。

ZIS-6火炮展現了格拉賓作品的所有優點：強大的彈道性能、易于制造、適合大規模生產。然而，戰時的戰略決策決定了不同的優先事項。蘇聯軍隊接收了數千輛配備76mm火炮的T-34坦克，后來又換裝了85mm火炮，事實證明已經足以取得戰爭的勝利。107mm口徑從未成為蘇聯坦克的主力口徑，取而代之的是100mm和122mm火炮。