В 1931 г. завершилась разработка новой 76-мм зенитной пушки образца 1931 г., обладавшей следующими тактико-техническими характеристиками: начальная скорость снаряда 820 м/с, дальность стрельбы по высоте 9500 м, по горизонту — 14 000 м, наибольший угол возвышения ствола 85 градусов, угол горизонтального обстрела 360 градусов. Транспортировалось орудие на специальной тележке, которая подводилась под платформу пушки. Тележка была снабжена механизмом подрессоривания, что позволяло перевозить орудие по шоссе со скоростью до 35 км/ч, а по грунтовой дороге — до 20 км/ч. Перевод пушки из походного положения в боевое занимал не более двух минут. В конструкцию 76-мм зенитной пушки образца 1931 г. был введен новый прицел с независимой линией прицеливания. Это нововведение существенно повысило точность стрельбы, облегчило работу при орудии и разделило сам процесс наводки орудия между двумя номерами расчета — наводчиком и его помощником.
Начало 30-х гг. ознаменовалось крупнейшим достижением советских артиллерийских конструкторов — была создана 203-мм гаубица образца 1931 г. В ее боекомплект входил мощный фугасно-бетонобойный снаряд весом 100 килограммов, пробивавший бетонные перекрытия толщиной до одного метра. Артиллерия РГК получила достойное орудие, быстро завоевавшее признание в войсках.
Разработка этой гаубицы началась в 1927 г. под руководством известного артиллерийского конструктора Ф.Ф. Лендера. В завершающей стадии отработки конструкции, полигонных и войсковых испытаний определились тактико-технические характеристики орудия: дальность стрельбы 18 000 м, угол вертикального обстрела до 4-60 градусов, горизонтального 8 градусов, вес в боевом положении 17,7 т. Сочетание большого угла возвышения и переменного заряда, дающего десять разных начальных скоростей снаряда, позволило экономно подбирать траектории наивыгоднейшей крутизны для поражения целей. Для транспортировки гаубица разбиралась на две части: ствол, снятый с лафета и уложенный на специальную повозку, являлся орудийной повозкой, а лафет, соединенный с передком, — лафетной повозкой. В таком виде гаубица буксировалась гусеничными тягачами типа «Коммунар» со скоростью до 15 километров в час.
В годы первой пятилетки не удалось полностью выполнить намеченный план создания новых артиллерийских орудий. Первоочередное внимание было уделено восполнению пробелов в системе артиллерийского вооружения Красной Армии, и эта задача была решена на высоком инженерно-техническом уровне (203-мм гаубица образца 1931 г., 76-мм зенитная пушка образца 1931 г., противотанковые пушки — 37-мм образца 1930 г. и 45-мм образца 1932 г.). Батальонная, полковая и дивизионная артиллерия в этот период не получила новых образцов в законченном виде. Одни орудия находились в стадии эскизно-технического проектирования, другие — в стадии изготовления и заводских испытаний экспериментальных и опытных образцов, третьи в заключительной стадии оценочных испытаний. Технические трудности разработки новых артиллерийских систем по заданным ГАУ тактико-техническим требованиям оказались весьма серьезными, а экономические и производственные возможности пока еще ограниченными.
В эти же годы у нас появились новые осколочно-фугасные снаряды дальнобойной формы, бронебойные и бетонобойные снаряды, налажено производство новых и усовершенствованных взрывателей.
Для многих орудий был принят новый унифицированный нормализованный прицел образца 1930 г. Артиллерия оснащалась новыми приборами наблюдения, разведки и топографической привязки.
Во второй половине 20-х гг. развернулись исследования и экспериментальные работы по созданию минометного вооружения и реактивных снарядов. К началу 30-х гг. были получены обнадеживающие результаты.
Разрабатывались более совершенные и точные методы подготовки исходных данных для стрельбы, новые способы пристрелки и стрельбы на поражение. В практику артиллерии внедрялась сокращенная и полная подготовка исходных данных. Это послужило толчком для ускоренного развития приборного оснащения артиллерии (топогеодезические, метеорологические, оптические, звукометрические приборы). Результаты теоретических исследований и обобщение богатого опытного материала позволили советским артиллеристам создать правила стрельбы 1931 г. (ПС-31), которые стали настольной книгой для артиллерийских командиров.
Для зенитной артиллерии были разработаны табличный и графический методы стрельбы, изданы правила стрельбы 1928 и 1932 гг. (ПС-ЗА-28 и ПС-ЗА-32). Началось освоение полуавтоматического метода стрельбы с помощью прибора управления артиллерийским зенитным огнем ПУАЗО-1.
Развитие военного искусства, создание новых и совершенствование существующих артиллерийских систем и методов стрельбы привели к изменениям в боевом применении артиллерии. Это нашло свое выражение в общевойсковых и артиллерийских уставах и наставлениях.
К началу 30-х гг. в Красной Армии сложились вполне определенные взгляды по вопросам боевого применения артиллерии: