Ещё в январе 1943 года к разработке такой пушки приступило КБ завода № 9, руководимое Ф. Ф. Петровым. К 27 мая 1943 года были выпущены рабочие чертежи пушки Д-5Т-85, спроектированной по типу немецких танко-самоходных пушек и отличавшейся малой массой и небольшой длиной отката. В июне первые Д-5Т изготовили в металле. Эта пушка была удачно скомпонована в тяжёлые танки КВ-85 и ИС-85, а в варианте Д-5С – в артсамоход СУ-85.
Опытный средний танк T-43-II во время испытаний летом 1943 года
Однако для установки её в средний танк Т-34 требовалось увеличить диаметр башенного погона и установить новую башню. Поэтому сначала были рассмотрены варианты усиления вооружения с использованием существующей башни танка Т-34. Одним из первых на заседании технического совета артиллерийского комитета Наркомата вооружений, состоявшемся 25 июня 1943 года, был рассмотрен проект увеличения на 20% мощности пушки Ф-34 за счёт увеличения на 10 калибров длины ствола и навески порохового заряда в гильзе, предложенный заводом № 172. В результате начальная скорость снаряда возрастала с 662 до 740-750 м/с. В ходе обсуждения было принято решение выдать задание ЦАКБ, руководимому В. Г. Грабиным, на разработку 76-мм пушки С-54 с длиной ствола 60 калибров и баллистикой 76-мм зенитной пушки 3К обр. 1931/38 гг. Это орудие было спроектировано и изготовлено к октябрю. В период с 14 по 19 октября 1943 года пушка С-54 проходила испытания в танке Т-34. В заключении по испытаниям говорилось:
«С-54 испытания выдержала, однако требует доработки отдельных узлов и механизмов. С-54 обладает существенным превосходством перед Ф-34.
Принимая во внимание, что валовое изготовление 76-мм зенитной пушки обр. 1931/38 гг. и боеприпасов к ней снято с производства в 1939 г., испытания пушки С-54 можно рассматривать как временное мероприятие, впредь до введения на вооружение более мощной 85-мм танковой пушки».
Танки Т-34 и T-43-II перед совместными испытаниями летом 1943 года
Окончательно подвёл черту под этим проектом совместный пленум Наркомата вооружений и Наркомата боеприпасов. В документах пленума, в частности, говорилось:
«Наиболее простым в реализации следует признать простое удлинение ствола орудия до 60 клб. Но без перехода к использованию гильзы зенитной пушки обр. 1931 г. никаких выигрышей такое перевооружение не даст…
Стоимость нарезного ствола удлинения 60 клб. приблизительно вдвое превышает таковую у ствола 41 клб…
Гильза 76-мм зенитной пушки обр. 31/38 почти в точности повторяет гильзу 85-мм пушки обр. 39 и потому стоимость патронов указанных орудий практически сравнялась…
Если учесть, что 85-мм пушка при сходном пороховом заряде и нач. скорости более тяжёлого бронебойного снаряда имеет лучшие условия пробивания брони как средней, так и высокой твёрдости, а также, что заброневое действие 85-мм бронебойных снарядов превышает 76-мм калибра в полтора раза, а осколочное действие на 30 процентов… Поскольку определяющим в размещении БК является гильза, а она у 76-мм и 85-мм боеприпаса одинакова, в данном вопросе также выгоднее переходить сразу на калибр 85-мм…
Выпуск 76-мм патронов к пушке обр. 31/38 в наст. время не ведётся, что создаст дополнительные проблемы снабжения танков боевыми припасами…