К началу 1-й мировой войны русская полевая легкая и тяжелая артиллерия была полностью укомплектована по штату. На 1 августа 1914 г. в Русской армии имелось 6714 трехдюймовок обр. 1900 и 1902 гг. Из них в войсках – 5912, в запасе – 802. Кроме того, некоторое количество полевых орудий находилось в крепостях. С учетом 3-дюймовых горных орудий обр. 1909 г. Россия обладала 7138 легкими пушками (устаревшие орудия, например. 87-мм из батарей государственного ополчения, 3-дюймовые горные пушки обр. 1904. г., в это число не включены). Для сравнения отметим, что Германия располагала 6894 легкими полевыми орудиями, Австро-Венгрия – 1788. Франция – 4500, Англия – 1500, США – 550 пушками. Однако, чтобы верно представить баланс сил сторон, следует отметить существенное превосходство Германии над Россией и Францией в тяжелой полевой артиллерии. а также в орудиях большой и особой мощности. С начала войны до 1 января 1918 г. в России произведено 8529 полевых трехдюймовок обр. 1902 г. Кроме того, в 1915-1917 гг. в Россию прибыло около 650 полевых французских и японских пушек.
К 20 июля 1914 г. в Русской армии имелось 6432605 выстрелов. Расход снарядов уже в первые месяцы войны значительно превысил расчеты командования. В 1915 г. на Фронте отмечалась нехватка 3х дюймовых боеприпасов. Исходя из этого было принято решение увеличить их производство на отечественных заводах, а также объем заказов за границей. В результате с начала 1916 г. поступление снарядов стало существенно превышать их расход. Всего в 1914-1917 гг. русские заводы изготовили около 54 млн. 3-дюймовых выстрелов, в том числе около 26 млн. шрапнелей и 28 млн. гранат.
В конце 1917 г. производство полевых трехдюймовок резко снизилось, а в 1918 г. практически прекратилось. Однако в связи с расширением масштабов гражданской войны оно возобновилось, и в 1919 г. изготовили около 300 пушек. К началу 1920 г. по штату в Красной Армии должно было состоять 2420 3-дюймовых полевых орудий. в наличии же имелось 1920. а также ожидалось поступление из ремонта еще 1200. По окончании гражданской войны производство орудий вновь сократилось, к примеру, в 1922 г. их было изготовлено только 99.
В конце 20-х годов принимается решение модернизировать 76-мм полевую пушку обр. 1902 г. (в Красной Армин калибр измерялся только в мм). Основной целью, преследуемой при этом, стало увеличение дальности стрельбы. В 1928-1930 гг. испытания прошли 3 опытных образца, созданных Орудийно-арсенальным трестом, заводом №7 и Пермским заводом. Первое орудие имело дульный тормоз, укороченный лафет и усиленный пружинный накатник, что позволило сократить длину отката, а в конечном итоге увеличить угол возвышения с 16 до 27°. Вторая пушка также была с дульным тормозом, в ее конструкцию введены новые противооткатные устройства, что позволило довести угол возвышения до 40°. Пермский вариант предусматривал значительные изменения в лафете, введение уравновешивающего механизма, что обеспечивало увеличение угла возвышения до 37° без применения дульного тормоза. Лафет спроектирован для наложения стволов как нового образца в 40 калибров, так и старого в 30 калибров. Пермская пушка была признана лучшей и в 1931 г. принята на вооружение под названием ' 76-мм пушка обр. 1902/30 г.". На ней устанавливались как старые стволы (до 1931 г.) длиной в 30 калибров, так и новые в 40 калибров. В валовом производстве 76-мм пушка обр. 1902/30 г. находилась до 1937 г.
Капонирный лафет системы Дурляхера с качающейся частью орудия обр. 1902 г.
Существенно изменился и боекомплект орудия. Стальная граната была удлинена на 0,8 калибра, ей придана так называемая "дальнобойная" форма. Снаряд состоял на вооружении под названием "дальнобойная граната обр. 1927 г." В 1931 г. ее устройство изменилось: увеличилась толщина стенок корпуса, длинней стала запоясковая часть. Граната получила название осколочно-фугасной (впоследствии ей присвоен индекс ОФ-350). Одновременно была разработана дальнобойная граната из сталистого чугуна (ОФ-350А).
Химические гранаты для трехдюймовки в Русскую армию начали поступать с февраля 1916 г. Они были двух типов: "удушающие" (хлорпикрин с фтористым сульфидом) и "ядовитые" (фосген с хлорным оловом или вененнит). С осени 1916 г. требования действующей Русской армии на эти снаряды удовлетворялись полностью: ежемесячно поступало 5 парков по 15000 снарядов. В конце 30-х годов на вооружение был принят стальной дальнобойный химический снаряд ОХ-350. В тс же годы в производстве находились снаряды "СОВ" (с ипритом) и "НОВ" (с фосгеном). В 1915-1917 гг. на вооружение поступило также несколько типов зажигательных и дымовых снарядов. В конце 30-х годов появились 76-мм зажигательный и дымовой снаряды "дальнобойной" формы (3-350 и Д-350).
Перед началом Великой Отечественной войны для 76-мм пушки были приняты бронебойные снаряды как- сплошные (БР-350СП), так и снаряженные взрывчатым веществом (БР-350А и Б). На расстоянии 500 м они при угле встречи 90° пробивали броню в 60 мм (при длине ствола 30 калибров) или 73 мм (при длине ствола 40 калибров). Таким образом, 76-мм пушки обр. 1902 г. и 1902/30г. пробивали броню немецкого танка, состоявшего на вооружении до 1943 г.