В середине XVI в. русские мастера создали первые образцы артиллерийских систем залпового огня — многоствольные орудия, известные по документам того времени под названием «сорок» и «органов». Первые «сороки» появились, по-видимому, в середине XVI в., так как «сороковой» порох упоминается уже в 1555 г. Среди пушек Ермака в его знаменитом походе в Сибирь было одно такое орудие, имевшее семь стволов, калибром 18 мм (0,7 д). Стволы были соединены общим железным желобком, в который засыпался порох для воспламенения зарядов и производства одновременных выстрелов. Перевозили «сороку» Ермака на двухколесном небольшом стане. Из описания не дошедших до нас «сорок» видно, что характеристики их сильно разнились. На них устанавливалось от трех до десяти стволов, столько, сколько хотел мастер. Другой образец многоствольного оружия — «орган» — изготовляли, закрепляя на вращающемся барабане 4–6 рядов мортирок, калибром ок. 61 мм, по 4–5, а иногда и по 13 стволов в каждом ряду. По-видимому, орудием залпового огня была не дошедшая до наших дней «Стоствольная пушка», изготовленная в 1588 г. Андреем Чоховым. Описание «Стоствольной пушки» сделал участник польской интервенции в Московском государстве начала XVII в. С. Маскевич. Он видел ее «против ворот, ведущих к живому (устроенному на плавучих опорах —
С середины XVI в. техника изготовления артиллерийских орудий несколько меняется. В Москве начинают лить первые чугунные орудия, некоторые из которых достигали огромных размеров. Так, в 1554 г. была изготовлена чугунная пушка калибром ок. 66 см (26 дюймов) и весом 19,6 т. (1200 пудов), а в 1555 г. — другая, калибром ок. 60,96 см (24 дюймов) и весом в 18 т. (1020 пудов).
Русскую артиллерию того времени высоко оценивали многие современники, одним из самых примечательных стал отзыв Д. Флетчера: «Полагают, что ни один из христианских государей не имеет такого хорошего запаса военных снарядов, как русский царь, тому отчасти может служить подтверждением Оружейная Палата в Москве, где стоят в огромном количестве всякого рода пушки, все литые из меди и весьма красивые». Эрик Пальмквист, посетивший Россию в 1674 г., был удивлен хорошим состоянием русской артиллерии, в особенности наличием больших орудий, аналогов которым не было в Швеции.
Наличие собственных квалифицированных мастеров, способных изготовлять орудия разных типов и калибров, а также действия ряда пограничных государств (Литвы, Ливонии), стремившихся ограничить проникновение на Русь европейской военной технологии, вынуждали московское правительство рассчитывать на свои силы при создании новых образцов артиллерийского вооружения. Однако, вывод А.В. Муравьева и А.М. Сахарова о том, что с 1505 г. «в Москву уже не приезжали иностранные мастера пушечного дела», звучит слишком категорично. Известно, что в 1550–1560-х гг. в русской столице работал иноземный мастер Кашпир Ганусов — учитель Андрея Чохова. В годы русско-шведской войны 1554–1556 гг. и Ливонской войны в русскую службу зачисляли всех выказавших такое желание артиллеристов и мастеров из числа пленных шведов и немцев. Наконец, в 1630 г., накануне Смоленской войны 1632–1634 гг., шведский король Густав II Адольф направил в Москву голландского пушечного мастера Юлиса Коета с другими специалистами, знавшими секрет отливки легких полевых орудий — принципиально нового типа артиллерийского вооружения, благодаря которому шведы одержали множество громких побед. Другой посланец Густава II Адольфа Андреас Винниус (Елисей Ульянов) начал строить тульские и каширские оружейные заводы.
В середине XVII в. в 100 городах и 4 монастырях, находившихся в ведении Пушкарского приказа находилось на вооружении 2637 орудий. ⅔ из них были бронзовые, остальные — железные. В случае необходимости использовались и «урывки» — пушки и пищали, стволы которых получили повреждения (разорвались при стрельбе), но из которых еще можно было вести огонь по неприятелю. Из общего числа орудий в 2637 единиц, лишь 62 не годились для боя.