На установках ТМ-III-12 были уже использованы 305-мм стволы и многие агрегаты с взорванного линкора «Императрица Мария», пролежавшие в воде свыше 15 лет. После приведения их в порядок и небольших доработок они были с успехом использованы. Новым в конструкции ТМ-III-12 было то, что верхний лафет вместе с качающейся частью и соответственно со стволом обладал способностью опускаться во внутреннюю полость главной балки, что позволяло в походном положении значительно уменьшать габариты всей установки по высоте. Другой особенностью ТМ-III-12 было наличие у транспортера возимого штыревого основания, дававшего возможность вести круговую стрельбу с заранее оборудованного на боевых позициях бетонного основания. Головным заводом при изготовлении этих установок был Николаевский завод, который за тридцать лет до этого строил линкор «Императрица Мария». Первая установка была изготовлена в июне 1938 года, последующие две были изготовлены в 1938 и 1939 гг.
Как и БЖРК, созданные через несколько десятилетий, установки представляли собой комплексы, которые помимо самих артустановок включали вагоны управления огнем, штабные, камбузы, склады, казармы и т.д. Батарея из трех артустановок ТМ-III-12 имела боевой расчет из 459 человек, которые размещались в пяти эшелонах: трех с установками, одного — подвижной базы, одного — ПВО, что является интересным совпадением, очень похожим на структуру БЖРК.
5 апреля 1938 г. была составлена новая система вооружений 1938 г. В ней уже предусматривалось создание железнодорожных 180-мм и 356-мм пушек с дальностью стрельбы 48 км и 77 км снарядами весом 70 кг и 508 кг, а также 500-мм гаубиц с дальностью стрельбы 25 км снарядом весом 1250 кг. Работы над 356 мм пушкой и 500 мм гаубицей начались в конце 1938 г. Головным разработчиком (разработка качающейся части) было ОТБ НКВД (в ленинградской тюрьме «Кресты»).
К концу 1930-х годов береговая оборона Советского Союза уже имела на вооружении артиллерийские железнодорожные транспортеры ТМ-1-14, ТМ-II-12, ТМ-III-12, ТМ-1-180, ТМ-1-152, в которых использовались корабельные орудия калибра от 356-мм до 152-мм. Они базировались в Прибалтике, на Дальнем Востоке, на побережье Черного моря и, разумеется, под Ленинградом. В работе по созданию этих тяжелых боевых железнодорожных систем принимали участие несколько десятков заводов со всего Советского Союза.
Перед самой войной, в конце 1940 года были на Новокраматорском заводе проведены заводские испытания установки ТГ-1 на транспортере ТПГ. Продолжение испытаний готовились летом 1941 г. на полигоне под Ленинградом. Планировалось до конца 1942 года построить в общей сложности 28 орудий на железнодорожной платформе, но из-за высокой загруженности заводов созданием надводных кораблей, были построены только одна ТП-1 и одна ТГ-1. А после начала войны работы по проектам были прерваны.
Характеристики установок и сейчас впечатляют: установка ТГ-1 должна была иметь калибр ствола 500 мм, начальную скорость снаряда 490-580 м/с, наибольший угол возвышения 70°, угол горизонтального обстрела 6°. Вес установки в боевом положении 353 300 кг. Скорострельность 1 выстрел за 2 мин. Наибольшая дальность стрельбы фугасным снарядом — 25 000 м, бетонобойным снарядом — 19 500 м. Вес фугасного снаряда 1450 кг, бетонобойного снаряда — 2050 кг.
Железнодорожные установки активно участвовали в советскофинской войне. С ее завершением две батареи железнодорожных установок ТМ-III-12 (305 мм, 3 установки) и ТМ-1-180 (180 мм, 4 установки) были перебазированы на полуостров Ханко, который был передан в аренду СССР. С началом войны с Германией и примкнувшей к ней Финляндией они вновь стали действовать против Финляндии. Защитники Ханко упорно сражались до декабря 1941 года, но в конце концов было принято решение об эвакуации с полуострова. Перед оставлением его советскими войсками были приняты все меры по уничтожению железнодорожных установок. Казенные части орудий были взорваны, противооткатные устройства выведены из строя, тележки ходовой части утопили в море.
Однако история этих установок на том не закончилась. Старательные финны обследовали останки установок и взялись за их восстановление. Первыми это удалось сделать с наименее поврежденными 180-мм установками. Первую установку отремонтировали уже в декабре 1941 года (всего через месяц!). В течение года восстановили все установки этого типа. Восстановленные установки некоторое время использовались Финляндией в войне.
Следует отметить, что использование трофейной советской военной техники было для Финляндии обычным. Очень долго использовались и после войны трофейные советские танки, самолеты и другая военная техника. Вообще многие железнодорожные артустановки, также как и бронепоезда, на разных войнах и театрах военных действий зачастую попадали в «плен» и продолжали нести свою службу. Иногда меняли свою «приписку» не один раз.
Более тяжелые 305-мм установки отремонтировать оказалось сложнее: у них были сильно повреждены стволы. Помогли немцы, передав Финляндии захваченные ими во Франции стволы орудий, предназначавшиеся в свое время для линкора «Император Александр III». Таким образом и эти три установки тоже были введены в строй. Однако на этом их приключения не закончились. После выхода Финляндии из войны эти установки по межгосударственному соглашению были возвращены в СССР. После ремонта они вновь стали нести службу в Береговой обороне ВМФ. Сняты с вооружения они были только в 1961 году и переданы на консервацию. Одна из установок была доставлена в Москву и выставлена в Музее Великой Отечественной войны на Поклонной горе, где она по сей день производит впечатление своими размерами и сложностью конструкции.
Советские железнодорожные установки внесли свой вклад во время боевых действий на ленинградском фронте. Вместе с корабельной артиллерией они сдерживали натиск немецких войск, наносили удары по их частям и объектам, участвовали в контрбатарейной стрельбе. В ходе боев изменилась и тактика обстрелов. Артиллеристы отказались от последовательного выполнения отдельных операций по свертыванию комплекса и стали производить их одновременно. Выигрыш во времени достигался также неполным выполнением всех работ по переходу транспортера из боевого положения в походное. Так, площадки не убирались, крепление по-походному производили на выходе с огневых позиций, продольные брусья отваливали в сторону, а опорные подушки оставляли на месте. В итоге удавалось сократить время на свертывание до 3-4 минут, вместо 25 минут. Для каждого транспортёра готовилось несколько боевых позиций.
На ленинградском фронте сошлись в боях тяжелые отечественные железнодорожные установки с немецкими, чехословацкими и французскими установками, полученными Германией в качестве трофеев. Около 900 дней длилась артиллерийская дуэль. С начала 1942 года советские установки были сведены в 101-ю морскую железнодорожную бригаду, 11-ю отдельную батарею и бронепоезд № 30. Два железнодорожных транспортера ТМ-1-180 были перевезены в Кронштадт, в то время как две другие установки этого типа остались в Ленинграде.
Учитывая создавшуюся обстановку, специалисты Ленинградского механического завода и КБ завода «Большевик» во время блокады развернули работы по железнодорожным транспортерам Б-13, для установки имеющихся морских орудий, главным образом 130-мм пушек. После эвакуации в Сталинград эти работы продолжались для более тяжелых 152-мм орудий, установленных на транспортеры Б-64. Таких транспортеров было изготовлено 8 единиц, и они участвовали в боях.
Немецкая армия имела на вооружении железнодорожные артиллерийские установки нескольких типов. Для их оснащения применялись как специально разработанные орудия, так и переделанные морские орудия. Часть из них была копиями или оригинальными конструкциями времен Первой мировой войны. Среди новых установок в строй в начале 40-х годов были два типа 280-мм железнодорожных установок типа К(Е) и К 5(Е). В основном они действовали на Западном фронте, но применялись они и на Восточном фронте (под Севастополем, Сталинградом и Ленинградом). Однако особого эффекта от их применения не было.