Прототипом данной артустановки послужила немецкая полевая зенитная полуавтоматическая 3-дюймовая пушка фирмы "Rheinmetall", лицензию на производство которой получил в начале 30-х годов СССР, наладивший на её основе производство зенитки 3-К. Попытка простого переноса вращающейся части орудия на морскую базу результата не дала: возникли серьезные сложности при заряжании и особенно при извлечении гильзы из ствола после выстрела при волнении моря.

В 1934 году завод им.Калинина начал работы по созданию новой артустановки, получившей шифр "34-К". Было разработано два варианта, различающихся нарезкой лейнеров; в испытаниях с лучшей стороны показал себя второй вариант, с более "мягкой" нарезкой. Он успешно закончил испытания как на полигоне, так и на море, и был запущен в серию в конце 1936 года. С этого момент и по конец 1941 года было произведено 285 таких артустановок. Начиная с 1942 года они были заменены на флоте на более мощные и эффективные 85-мм артустановки 90-К.

Еще в ходе госиспытаний 34-К в 1936 году была начата проработка двухорудийной башни на её основе. Опытный образец такой башни был построен и приступил к испытаниям в 1938 году, но в их ходе было выявлено значительное количество существенных недоработок, и образец был направлен на доработку. Недостатки были вскоре устранены, и новая двухорудийная артустановка пошла в серию под наименованием "39-К". Основываясь на базе одноорудийной артустановки 34-K, она была всего лишь на 1 метр больше своего прародителя. Вертикальные и горизонтальные механизмы наведения были электрическими.