Правда, и 76-мм и тем более 85-мм пушка в принципе могли пробить гомогенную броню толщиной 80 мм, но только на сравнительно малой дистанции (не более 800 м по расчетам), но после исследования PzKpfw III у новых немецких танков ожидали цементованную броню, пробить которую указанные пушки уже вряд ли могли. Испытанная 106,7-мм пушка Ф-42 могла преодолеть указанную броню лишь на пределе. Кроме того, Ф-42 имела раздельное заряжание, что также не лучшим образом сказывалось на ТТХ танка. Поэтому завершающая часть уже упомянутого приказа № 231с была посвящена артиллерийской части и боеприпасам перспективных тяжелых танков:
«
Чуть ранее заместитель наркома обороны Г. Кулик дал заказ ОКБ № 92 на разработку 106,7-мм танковой пушки с увеличенной баллистикой (нач. скорость 830 м/с) и унитарным выстрелом для вооружения перспективных танков. В конце апреля же был изготовлен баллистический ствол орудия, получившего название ЗИС-6, который прошел испытания на лафете от гаубицы-пушки МЛ-20 в начале мая. По результатам велосиметрических данных был пересчитан тормоз отката орудия и изменения вместе с новой трубой ствола внесены в конструкцию Ф-42. которая в конце мая была установлена в башне танка КВ-2 вместо Ф-42.
До середины июня 1941 г. орудие проходило испытания возкой в башне КВ-2, после чего в той же башне отправилось на АНИОП. Однако унитарный выстрел для орудия разработать не успели, поэтому в серийное производство подписали ЗИС-6 с раздельным выстрелом, что, как казалось, было полезно и для более удачного размещения боекомплекта в танке, и для сохранения взаимозаменяемости с уже имеющимися на вооружении РККА пушками обр. 1910/30 и М-60.
17 июня 1941 г. ОКБ-92 и КБ Мотовилихинского завода получили задание на разработку системы досылания раздельного выстрела в 107-мм пушку ЗИС-6 и 152-мм гаубицу М-10Т. Тогда же 106,7-мм танковая пушка ЗИС-6 была рекомендована для принятия на вооружение тяжелого танка.