В итоге в этот период удалось принять на вооружение лишь 76-мм зенитку образца 1931 г., стрелявшую снарядами массой 6,5 кг на высоту до 9000 м. Наряду с орудиями такого же калибра времен Первой мировой войны эти пушки до 1938 г. составляли основу советской зенитной артиллерии. В 1938 г. была проведена модернизация пушки. Для повышения маневренности и сокращения времени перевода из походного положения в боевое была разработана четырехосная платформа ЗУ-8, на которую наложили ствол старой пушки. Так и получилась 76-мм зенитная пушка образца 1938 г. Конструкция орудия являлась близкой к полуавтоматической. Открывание затвора, вылет гильзы и закрывание затвора происходили автоматически, зенитчики лишь подавали снаряды в патронник и производили выстрел. Это позволяло вести огонь с интенсивностью до 20 выстр./мин. Стрельба по самолетам на высотах до 9250 м велась снарядами 6,6 кг с начальной скоростью 813 м/с.
В боевом положении орудие с платформой опиралось на грунт тарелями домкратов, что обеспечивало высокую устойчивость при ведении огня. В соответствии с предвоенными планами предполагалось поставить в сухопутные войска и соединения ПВО 4204 пушки данного типа, однако эта программа осталась нереализованной из-за нехватки времени и ограниченного количества четырехколесных платформ.
В 1939 г. была принята на вооружение 85-мм зенитная пушка 52-К. Именно это орудие впоследствии стало настоящей «рабочей лошадкой» войск противовоздушной обороны. Будучи установленной на платформу ЗУ-8, оно обладало высокой маневренностью, возможностью быстрого переведения в боевое положение и надежной устойчивостью на грунте во время стрельбы. Как и ее предшественница, пушка 52-К была снабжена механизмами, обеспечивающими автоматическое открывание затвора, выемку стреляных гильз и закрывание затвора, что позволяло добиваться скорострельности в 20 выстр./мин. Орудие было снабжено механизмами горизонтальной и вертикальной наводки, тормозом отката, фрикционным тормозом для предохранения поворотного механизма от повреждений и другими новейшими приспособлениями. К зенитке были разработаны семь видов боеприпасов, но для стрельбы по самолетам в основном применялся унитарный патрон 53-УО-365 весом 9,5 кг с осколочной зенитной гранатой и дистанционным взрывателем Т-5. Разрывной заряд снаряда состоял из 660—740 г тротила. Кроме того, он снаряжался специальной шашкой ТДУ, дававшей при разрыве яркую световую вспышку и густое облако коричневого дыма. Это обеспечивало хорошую видимость разрыва на расстояниях до 10 км, как днем, так и ночью. При ведении огня по воздушным целям разрыв гранаты происходил на высоте, предварительно установленной на взрывателе. Поражение самолета достигалось за счет разлета примерно 500 осколков или, в редких случаях, прямым попаданием. Теоретически 85-мм зенитки могли вести огонь по целям на высотах до 10 км. Однако по мере износа ствола и ухудшения качества боеприпасов этот показатель значительно сокращался.
В 1939 г. на вооружение была также принята автоматическая 37-мм зенитная пушка 61-К, созданная на основе уже упоминавшейся германской 3,7 cm Flak 18. Она состояла из автомата, автоматического зенитного прицела, станка с механизмами вертикальной и горизонтальной наводки, уравновешивающего механизма и повозки. Автоматика выстрела работала за счет энергии отката при коротком ходе ствола, при этом питание снарядами производилось из металлических обойм емкостью по пять выстрелов, которые вручную устанавливались в приемник артиллеристами. Скорострельность пушки была около 60 выстр./мин. Для управления огнем на ней устанавливался прицел АЗП-37-1, который автоматически вырабатывал вертикальные и боковые упреждения и позволял наводить пушку непосредственно на цель. При совмещении перекрестья визира прицела с самолетом ствол оказывался направленным в точку упреждения, в которой самолет должен был встретиться со снарядом. В качестве боеприпасов к 37-мм пушке использовались осколочно-трассирующие снаряды весом 0,7 кг. Орудие могло вести огонь на высоту до 6500 м, но в основном использовалось для стрельбы по низколетящим и пикирующим самолетам. В соответствии с предвоенными планами предполагалосьпоставитьнавооружение9132пушки61-К, однако на 1января 1941 г. промышленность успела произвести лишь 544единицы.