Полевая пушка БС-3, принятая на вооружение Красной Армии в мае 1944 года, использовалась в основном в качестве мощного противотанкового орудия. В частности, с помощью пушек БС-3 был остановлен прорыв немецких танков у озера Балатон в марте 1945 года. При создании этой пушки конструкторы КБ под руководством В.Г. Грабина широко использовали накопленный ими опыт создания полевых и противотанковых пушек, а также внедрили ряд новых разработок, получивших широкое распространение в артиллерийских конструкциях послевоенного периода. В этой пушке впервые было применено торсионное подрессоривание, которое наряду с гидропневматическим уравновешивающим механизмом обеспечило легкость и компактность узлов пушки. Лафет пушки выполнен по схеме обращенного опорного треугольника. Это позволило снизить нагрузку на станины при стрельбе на максимальных углах поворота верхнего станка. Таким образом, если в обычных схемах лафета каждую станину необходимо рассчитывать на 2/3 силы отдачи орудия, то по новой схеме сила, действующая на станину при любом угле горизонтальной наводки, не превышает 1/2 силы отдачи. Это позволило существенно уменьшить вес станин и орудия в целом.
Определенный интерес представляют и причины выбора для этого орудия калибра 100 мм, а не 107 мм, под который в 1940 г, уже было сконструировано орудие М-60 аналогичного назначения. Дело в том, что разработанный и выпускавшийся до войны для орудия М-60 выстрел был раздельного заряжания и не позволял достичь нужной для противотанковой пушки скорострельности. В то же время для нужд флота промышленностью выпускался 100-мм унитарный патрон, который позволял создать орудие, дульная энергия которого была бы примерно в полтора раза больше, чем у орудия М-60 образца 1940 г. Благодаря наличию клинового затвора с вертикально перемещающимся клином с полуавтоматикой, расположению механизмов вертикальной и горизонтальной наводки с одной стороны орудия, а также применению унитарных выстрелов скорострельность пушки составляет 8—10 выстрелов в минуту. Стрельба из пушки велась унитарными патронами с бронебойно-трассирующими снарядами и осколочно-фугасными гранатами.
Бронебойно-трассирующий снаряд с начальной скоростью 895 м/с на дальности 500 м при угле встречи 90° пробивал броню толщиной 160 мм. Дальность прямого выстрела составляла 1080 м. Стрельба осколочно-фугасными гранатами весом 15,6 кг велась при использовании пушки в качестве корпусного орудия для борьбы с артиллерией противника и подавления дальних целей. Наибольшая дальность стрельбы осколочно-фугасной гранатой составляла 20650 м. Для стрельбы прямой наводкой использовался оптический прицел ОП1-5, а для стрельбы с закрытых позиций — панорамный прицел С71А-5.
Определенную трудность при создании пушки представлял выбор колес для лафета. Для повышения технологичности орудий и снижения их стоимости КБ В.Г. Грабина обычно использовало стандартные автомобильные колеса. Для весящей в боевом положении 3650 кг пушки БС-3 колеса грузовых автомобилей типа ЗИС-5 не подходили, а колеса следующего типоразмера от автомобилей ЯАЗ были слишком велики. Поэтому на пушке было решено установить спаренные колеса от ЗИС-5. Снабженные этими колесами пушки могли транспортироваться механической тягой с достаточно большими скоростями. Мобильная, обладающая хорошими баллистическими характеристиками пушка БС-3, успешно использовалась частями Красной Армии на последнем этапе войны. Пушка состояла на вооружении легких артиллерийских бригад 3-полкового состава (сорок восемь 76-мм и двадцать 100-мм пушек), входивших с состав танковых армий.
За отличную бронепробиваемость, обеспечивающую поражение любого танка противника, солдаты-фронтовики присвоили ей имя «Зверобой». До конца Великой Отечественной войны промышленностью было поставлено Красной Армии около 400 пушек БС-3.