冷戰開始後，美國在納粹德國火炮專家們的配合下，研製出“原子安妮”並且將它們部署在中歐北約國家，對蘇東國家造成巨大的核困擾；為此，蘇聯決定啟動一系列核炮彈、核火炮研製工作，然後就是系列核火炮/彈藥層出不窮了；
為了給203火炮配置核火力，蘇聯研製了3BV2核炮彈，口徑為203毫米；
蘇聯3BV2核炮彈爆炸當量為0.5-1千噸，核裝藥為鈽基，可由2S-7/7M“芍藥”系列203毫米火炮發射。3BV2核炮彈旁邊的筒狀物體，就是核炮彈的專用運輸和儲存容器；不過裝填/發射它的時間比較長，2S-7們通常發射一兩發就要轉移陣地；
蘇制3BV3核炮彈口徑為152毫米，可由D-20式152榴彈炮、2S3和2S19自行榴彈炮炮發射——3BV3核炮彈的TNT爆炸當量為0.7千噸，射程約18公里，極限儲存期限約為15年；
3БВ3型152.4mm炮射核彈由Забабахина院士帶領下，在蘇聯斯涅金斯克市的“全蘇技術物理研究所”(РФЯЦ-ВНИИТФ)研製，它可由D-20、2S19等152mm榴彈炮進行射擊：1978年，蘇聯組織一次D-20榴彈炮的試射實驗，由一個訓練有素的六人炮組操縱，射擊距離為17200m，從開啟裝載容器準備至收到擊發命令時長約30分鐘——蘇聯最後一次生產這款炮彈是在1990年，由於彈體壽命為10年，它的全部核裝藥可能已經於2000年拆卸銷燬；
此外，蘇聯格拉賓設計局設計了2A3 406mm自行核炮：它的核炮彈重量達到了達到了570公斤、核炮彈高輻射區域半徑大於27公里，射程卻只有25公里——結果，下馬了；
列寧格勒基洛夫工廠於1957年製造出了2B1“奧卡河”420毫米自行火炮。該炮以T-10M“斯大林”式重型坦克為基礎改進的底盤：火炮的炮管長達20米，可以用於發射核炮彈。當時一共製造了四門“奧卡河”420毫米自行火炮，這個武器專案一直持續到1960年，之後該專案根據蘇聯軍隊的決定正式下馬；
2B1“奧卡河”自行火炮可以發射火箭助推增程炮彈，能夠打擊45公里以外的目標，常規炮彈的射程可達25公里。蘇聯專門為該炮研製了一種RDS-41型核炮彈，重量為650公斤，初速為720米/秒，核炮彈的威力約為1.4萬噸TNT當量。
蘇聯還有一頭史前核怪獸：蘇聯 S-103 式 420 毫米原子炮！ 它曾經是人類歷史上最大的無後坐力炮！
該炮研製於 1955 年，以 406 毫米 2А3 型和 420 毫米 2Б1 型自行原子大炮為基礎發展而來，發射火箭助推的原子彈，為減輕後坐力，該炮採用了無後坐力炮原理，一部分火藥氣體從火炮尾部的拉瓦爾噴管向後噴射出，以抵消 420 毫米口徑巨炮所產生的恐怖的後坐力。
1955 年 11 月，首門樣炮組裝完畢，隨後被送往國家炮兵靶場進行測試。該炮的結果很悲劇，1956 年 1 月 18 日，總共只發射了六發炮彈的樣炮發生了炸膛事故，5 月份第二門樣炮重新投入試驗。
實彈測試的 S-103
悲劇的是，1956 年底又一次發生了炸膛，這一次連坦克底盤都被炸成了零件狀態。於是蘇聯人決定放棄研發巨型原子炮，轉而全力研製地對地導彈。
