Пушка достаточно успешно воевала на всех фронтах войны. Новую жизнь вдохнул в нее кумулятивный снаряд.
Первый 76-мм кумулятивный снаряд (по существу первый отечественный кумулятивный боеприпас) был разработан в начале 1942 г. сотрудниками НИИ-6 М.Я. Васильевым, З.В. Владимировой и Н.С. Житких. Снаряд имел корпус из сталистого чугуна с ввинтным дном и конической стальной кумулятивной облицовкой. В головной части устанавливался авиационный взрыватель АМ-6. Снаряжение производилось сплавом ТГ. При испытаниях в стационарных условиях было получено надежное пробивание бронеплиты толщиной 100 мм по нормали.
В 1942 г. снаряд был принят на вооружение пушки обр. 1927 г. и с мая 1942 г. серийно изготовлялся в течение всей войны. За годы войны было поставлено около 1,1 млн снарядов.
В 1943 г. при переходе Советской Армии к наступательным операциям окончательно определилось несоответствие характеристик пушки требованиям фронта, в первую очередь по массе и углу горизонтального обстрела. Очевидное перетяжеление пушки стало особенно заметным после появления на фронте 76-мм дивизионной пушки обр. 1942 г. ЗИС-З конструкции В.Г. Грабина — "лучшей пушки всех времен и народов". Превосходя пушку обр. 1927 г. по длине ствола в 2,6 раза (соответственно 42,6 и 16,5 клб), по начальной скорости в 1,75 раза (соответственно 680 и 387 м/с), по максимальной дальности стрельбы в 1,87 раза (соответственно 1,43 и,46 МДж) пушка ЗИС-З имела массу, большую всего на 24 % (соответственно 1116 и 900 кг). К тому же пушка ЗИС-З имела значительно увеличенный угол вертикальной наводки (- 5, +37), и значительно большую дальность прямого выстрела. И.В. Сталин недаром назвал эту пушку шедевром артиллерийской техники. Была предпринята попытка исправить положение. ОКБ завода № 172 (Пермь) под руководством М.Ю. Цирюльникова разработало облегченное полковое орудие путем положения ствола 76-мм пушки обр. 1927 г. на лафет 45-мм противотанковой пушки М- 42 обр. 1942 года. Переход на лафет с раздвижными станинами позволил резко увеличить угол горизонтального обстрела (до 60(). Но с застарелой болезнью перетяжеления справиться не удалось. При значительном снижении дульной скорости (до 262 м/с) и дальности стрельбы (до 4200 м) масса пушки была снижена только на 300 кг. Это привело к тому, что удельная дульная энергия новой пушки снизилась почти в 1,5 раза по сравнению с этой величиной для пушки обр. 1927 г (соответственно 355 и 516 Дж/кг).
