В 1943 г. ЗИС-2 вновь пошла в серию. Грабин пытался реанимировать и ЗИС-4, тем более что имелся законсервированный задел с 1941 г. В 1943 г. завод № 92 изготовил 170 пушек ЗИС-4, на этом ее производство было прекращено, так как для 1943 г. эта пушка для Т-34 уже была слаба. Баллистика и боекомплект пушек ЗИС-4 и ЗИС-2 полностью совпадали, однако в сентябре — ноябре 1943 г. для ЗИС-4 было выпущено около 2000 выстрелов с усиленным зарядом. Начальная скорость бронебойного снаряда составляла 1010 м/с против 990 м/с у штатного снаряда ЗИС-2.
Не берусь судить, жалел ли Грабин о прекращении работ над 95-мм пушкой Ф-28, но он не мог не понимать, что 107-мм пушка слишком тяжела для дивизии. Война была не за горами, и нетрудно было предположить, что воевать в любом случае придется с 76-мм дивизионками.
В конце 1940 г. Грабин приступил к проектированию самой своей знаменитой 76-мм дивизионной пушки ЗИС-3, которой даже поставили памятник.
Типовой для ЗИС-3 стала конструктивная схема ЗИС-2. Фактически это было наложение ствола с баллистикой 76/40-мм дивизионной пушки на лафет ЗИС-2. Пушки ЗИС-2 и ЗИС-3 составили дуплекс. Любопытно, что Грабин так и пишет о них в воспоминаниях, но по каким-то неведомым причинам их ни разу не называли дуплексом в служебной документации.
Чтобы угодить ГАУ, первоначально был принят угол возвышения 45° (конструкторам пришлось помучиться в борьбе за несколько лишних десятков метров дальности стрельбы). Ствол решено было снабдить дульным тормозом, поглощающим около 30% энергии отката.
Ствол пушки — моноблок, с дульным тормозом и казенником.
Затвор вертикальный клиновой с полуавтоматикой механического (копирного) типа.
Тормоз отката гидравлический. Накатник гидропневматический. При выстреле противооткатные устройства двигались вместе со стволом. Подъемный механизм имел два сектора. Поворотный механизм винтового типа. Уравновешивающий механизм — пружинный тянущего типа, состоял из двух колонок.
Боевая ось прямая. Рессоры пружинные в колонках. Колеса от автомобиля ГАЗ-АА, но с измененной ступицей.
Штатным передком ЗИС-3 был унифицированный передок обр. 1942 г. для полковых и дивизионных пушек, но встречались упрощенные передки и передки от 76-мм пушки обр. 1936 г.
Опытный образец ЗИС-3 был закончен в июне1941 г., а в июле того же года он прошел полигонные испытания.
Опытный экземпляр лафета ЗИС-3 имел механизм переменной длины отката. Но испытания выявили плохую работу противооткатных устройств, и было решено сделать откат постоянным. Тогда выяснилось, что при стрельбе под углом в 45° требуется делать ровик между станинами. Для решения этой проблемы угол возвышения был уменьшен с 45 до 37°, а высота линии огня увеличена на 50 мм.
