Эта зенитная пушка была разработана в 1939 г., и наряду с 85-мм зенитной пушкой 52-К в течение всей войны была основным средством борьбы с авиацией противника. Пушка отличалась повышенной устойчивостью к загрязнениям и отсутствию смазки, ее конструкция считалась очень надежной. Главный недостаток орудия заключался в сложности быстрой замены использованного магазина на новый, что было вызвано постоянным движением приемного отверстия вместе со стволом.

Зенитный прицел АЗП-37-1 автоматически вырабатывал вертикальные и боковые учреждения. Все данные о цели, за исключением расстояния, вычислялись на глаз. Упреждающий огонь пушки был эффективен против самолетов, летящих со скоростью до 540 км/ч. Суть этого метода стрельбы заключается в том, что ствол орудия оказывался направленным в так называемую упреждающую точку, в которую цель подойдет за время полета снаряда. С 1943 г. все орудия 61-К оснащались щитовым прикрытием для расчета из пяти человек. В конце войны была разработана спаренная установка из двух орудий на одном лафете, «звездный час» которой наступил во время войны во Вьетнаме.