В июне — октябре 1940 г. на НИАПе было произведено испытание 76-мм пушки Л-11 на танке Т-34 в объеме 343 выстрелов. Угол вертикального наведения вперед и в сторону от —5° до +25°, назад от —1,2° до +25°. Мертвая зона впереди и сбоку 18—19 м, сзади 80 м. В целом испытания прошли удовлетворительно.
Полигонно-войсковые испытания 76-мм пушки Ф-32 на танке Т-34 прошли с 20 по 23 ноября 1940 г. на Гороховец-ком полигоне в объеме 1000 выстрелов. Угол вертикального наведения от —5° до +З1°45' (на корму угол снижения — 1°4'). Скорострельность в условиях танка 2—3 выстрела в минуту, на полигонном же станке скорострельность пушки Ф-32 без изменения наводки достигала 20 выстрелов в минуту. По результатам испытаний комиссия рекомендовала принять на вооружение пушку Ф-32.
Но тогда, в 1938 г., руководство РККА утвердило новые тактико-технические требования на танковые пушки, где была уже баллистика 76-мм пушки обр. 1902/30 г. длиной в 40 калибров. Естественно, что обратились опять к Маханову и Грабину, которые попросту удлинили свои пушки. Модернизированная JI-11 получила индекс JI-15, а Ф-32 стала называться Ф-34. Довести JI-15 Маханову помешал арест, и о серийном производстве пушки уже и речи не было.
К 15 марта 1939 г. были закончены все рабочие чертежи на Ф-34 и начато изготовление деталей пушки.
Интересно, что первоначально Ф-34 предназначалась для вооружения танков Т-28 и Т-35А. Первые испытания ее на танке Т-28 были проведены 19 октября 1939 г. на Гороховецком полигоне. Первые испытания Ф-34 на танке Т-34 прошли там же в ноябре 1940 г. На вооружение пушка Ф-34 была принята под названием «76-мм танковая пушка обр. 1940 г.». Пушку устанавливали на серийных танках Т-34, бронепоездах и бронекатерах. Кроме того, пушкой Ф-34 был вооружен опытный танк КВ-3.
Специально для танка КВ-1 Грабиным была создана модификация пушки Ф-34, получившая заводской индекс Ф-27, позже измененный на ЗИС-5 и принятая на вооружение под названием «76-мм танковая пушка обр. 1941 г.». ЗИС-5 отличалась от Ф-34 конструкцией люльки, устройством и креплением блокировки, а также рядом мелких деталей.
Серийное производство Ф-34 велось с 1940 по 1944 г.:
1940 - 50 пушек; 1941 - 3470; 1942 - 14 307; 1943 - 17 161; 1944 - 3592. Всего было изготовлено 38 580 пушек Ф-34.
Серийное производство ЗИС-5 велось с 1941 по 1943 г.:
в 1941 - 544 пушки; 1942 - 2476; 1943 - 557. Всего было изготовлено 3577 пушек ЗИС-5.
В 1942 г. Грабиным была создана пушка ЗИС-96, представлявшая собой установку ЗИС-5 в башне английского танка «Матильда». Эти танки поставлялись в 1941-1942 гг. в СССР. Советские танкисты считали 40-мм пушку OQF маломощной и предложили заменить ее 76-мм отечественной пушкой. Пушка ЗИС-96 была официально принята на вооружение, завод № 9 получил заказ изготовить 100 пушек в I квартале 1942 г., но его не выполнил. Позже руководству стало не до перевооружения «Матильды».
