前苏联的核火炮406毫米SM-54(2A3)自走炮

苏联的核火炮是由火箭部队操作，隶属苏联陆军火炮部队。核武器的控制和保管由苏联国防部第12总局及其特殊部队负责。

苏联研发并最终部署了火箭和炮射式核火炮系统。第一套研制的系统是在1956年公布的SM-54(2A3) 406 mm自走炮，绰号“Kondensator”(俄文︰Конденсатор，意为电容器)。1957年，420 mm后膛装载式滑膛自走炮，2B1 Oka或“Transformator”(俄文︰Трансформатор，意为变压器)投入生产。但测试显示两个系统都存在重大操作缺陷，因而并没有全面投产。特制武器与美国的M-65原子炮有着相似的缺陷，它们大、笨重且很快便过时。

与此同时，亦开发了以火箭和导弹为主的投送系统。最初的系统(T7 Scud， FROG-1及后续系统)，率先在1950年代引入。研发工作在以导弹为主的投送系统上继续进行，包括︰

• T5 (北约FROG家族)自由飞行火箭
• T7 (北约SS-1 Scud)导弹
• TR-1 Temp(北约SS-12 Scaleboard)导弹
• OTR-21 Tochka(北约SS-21 Scarab)导弹
• OTR-23 Oka(北约SS-23 Spider)导弹

美国 M65 加农炮（1952 年）就是为这种场合而开发的。它于 1953 年迅速部署在德国。苏联为保持优势，以采取一切必要手段应对它，并开发自己的 16 英寸自行榴弹炮（406 毫米）口径被认为足以塞进这个特殊的外壳非常小的核弹头。该程序的代号为“Objekt 271”。1957年它在红场上游行并公开亮相，虽然在1956年就准备好了，起到宣传的作用。但除了一些测试，在尼基塔·赫鲁晓夫（Nikita Khrushchev）的改革强调使用导弹并计划被搁置之前，仅有的四辆保留了储备。自 1960 年代以来，这些车辆现在在各个地方展出，例如今天在莫斯科中央武装部队博物馆的静态展示。

在研制特制火炮失败后，苏联改以由常规火炮部队以标准火炮和榴弹炮(没有进行改装)发射核弹。第一种用于标准152 mm榴弹炮的核武器被称为3BV3，它最终于1965年被接纳。随后的武器设计采用当时已有和新的技术︰

• 用于2S19自行火炮、2S3“相思”自走炮、2S5自走炮、D-20榴弹炮、2A36 Giatsint-B野战炮、2A65 Msta-B榴弹炮的152 mm 3BV3炮弹。其爆炸当量为1000吨，最大射程17.4 km。该核武器由E. I. Zababakhin院士设计，被命名为RFYAC-VNIITF。
• 用于S-23、MK-3-180(最初为海岸炮(coast artillery pieces))的180 mm 3BV1炮弹，最大射程45 km
• 用于2S7自走炮、B-4M榴弹炮的203 mm 3BV2炮弹，射程18-30 km
• 用于M240迫击炮和2S4自走迫击炮的240 mm炮弹。正常最大射程9.5 km，火箭辅助下18 km

冷战结束时，俄罗斯紧随美国的步伐，于1993年停用其核火炮部队。至2000年，俄罗斯宣布，已经近乎销毁所有核炮弹和导弹弹头。