В мае 1942 года  в Ставку Верховного главнокомандования был вызван будущий Маршал бронетанковых войск, а тогда ещё генерал-майор Михаил Ефимович Катуков. Сталин спросили его мнение о танках. Катуков ответил, что танк Т-34 (Читать статью о нём →) полностью оправдывает свое назначение, а тяжелые танки КВ-1 (Читать статью о них →) неповоротливы и медлительны, препятствия преодолевают с трудом, ломают мосты и вообще приносят много хлопот. Да и вооружение их не отличается от средних танков – та же 76-мм пушка. Вот если бы на КВ пушка была бы посильнее, тогда другое дело.

Услышав критику танка КВ из уст уже тогда знаменитого танкового полководца, Сталин поручил главному  разобраться в проблеме и устранить недостатки. Когда вопрос коснулся артиллерийского вооружения, то выяснилось, что начало работ по мощной танковой пушке для тяжелого танка КВ началось директивой НКВ № 164сс от 14 июня 1940 года. Заводские испытания первого опытного образца орудия, получившего индекс ЗИС-5,  начались в декабре 1940 года и завершились успешно.

Однако тогда, в сороковом, заказчик не принял пушку, мотивируя свое решение тем, что длинный ствол орудия ухудшит маневренность КВ на пересеченной и лесистой местности. Тем более, что увеличенный откат орудия не обеспечивал ему требуемого угла склонения. В феврале 1941 года по предложению ГАУ, конструкция ЗИС-5 была переработана под улучшенную баллистику дивизионного орудия Ф-22 с начальной скоростью 780 м/с.

Тем не менее, несмотря на то, что ЗИС-5 была принята на вооружение 30 сентября 1941 года, а уже с 1 октября 1941 года началось ее валовое производство на заводах № 92 и № 9, на танки КВ по-прежнему ставилась короткоствольная Л-11, разработанная в своё время для замены на танке Т-28 ещё более короткоствольной КТ-28. Пушки же  ЗИС-5, как оказалось,  решили устанавливать на танк Матильда II  , но план выпуска 100 пушек в течение 1-го квартала 1942 года заводом № 9 выполнен не был.