Vào năm 1935, Hải quân Liên Xô đặt mua một số khẩu pháo phòng không tự động Bofors 25 mm Model 1933 (phiên bản xuất khẩu của mẫu pháo Bofors 25 mm M/32) từ hãng Bofors của Thụy Điển. Các cuộc thử nghiệm với pháo này đã thành công và họ quyết định phát triển phiên bản sử dụng đạn 45 mm được đặt tên là 49-K dưới sự giám sát của các kỹ sư pháo binh hàng đầu của Liên Xô khi ấy là M.N. Loginov, I.A. Lyamin và L.V. Lyuliev. Mẫu thiết kế tuy rất thành công nhưng phía quân đội lại cho rằng cỡ đạn 45mm là khá lớn so với một mẫu pháo phòng không dã chiến tự động. Vào tháng 1 năm 1938, Nhà máy Pháo binh số 8 nhận được lệnh phát triển một mẫu pháo phòng không tự động mới sử dụng đạn 37mm dựa theo thiết kế của mẫu 49-K trước đó. Thử nghiệm lần đầu với mẫu pháo mới được tiến hành vào tháng 10 cùng năm và nó được đặt tên là 61-K. Vào năm 1940, Liên Xô đã so sánh 61-K với mẫu Bofors 40 mm của Thụy Điển. Không có sự khác biệt đáng kể nào được tìm thấy giữa chúng.

Năm 1939, các mẫu 61-K đầu tiên được sản xuất trên quy mô nhỏ, đến năm 1940 thì việc sản xuất được mở rộng trên quy mô lớn. Nhiều phiên bản 61-K được sản xuất như phiên bản pháo 1 nòng, pháo 1 nòng có tấm chắn đạn, pháo 2 nòng, phiên bản 70-K của Hải quân...

Phiên bản bộ binh

61-K bắt đầu được biên chế chính thức trong Hồng quân từ năm 1940. Một tổ súng phòng không thường có tám người (có thể giảm tùy theo tình hình chiến sự hoặc thiếu người), có thể mang theo 200 viên đạn mỗi súng. Đạn được đóng và nạp vào pháo theo kẹp sắt (giống Bofors 40mm) nhưng chứa được 5 viên mỗi kẹp. 61-K có thể quay 360° và có thể hạ thấp nòng xuống -5°, cao nhất là 85°, tầm bắn trung bình là 8,5 km. Tính đến năm 1945, đã có 20.000 khẩu 61-K được chế tạo tại Liên Xô. Sau này chúng còn được sản xuất tại Ba Lan, Việt Nam, Trung Quốc và Bắc Triều Tiên.

Phiên bản hải quân

Phiên bản Hải quân của 61-K là súng phòng không 70-K 37 mm, sau khi sản xuất, chúng bắt đầu thay thế các khẩu 21-K 45 mm trên các tàu chiến của Liên Xô, nhưng việc thay thế chưa hoàn thành thì Quân đội Phát xít Đức bắt đầu tấn công Liên Xô. Chỉ có loại tàu phóng lôi lớp T-301 là được trang bị 70-K đầy đủ. Phiên bản V70-K còn được sản xuất đến năm 1955 thì ngừng lại. Tổng cộng có 3.113 khẩu được sản xuất. Sau này, Liên Xô tiếp tục sản xuất phiên bản hiện đại hóa của nó là V-11M.

ZSU-37

ZSU-37 là phiên bản pháo phòng không tự hành của 61-K, được phát triển sau Chiến tranh thế giới thứ hai. Hệ thống bao gồm tháp pháo là khẩu pháo phòng không 61-K được đặt trên thân của pháo chống tăng tự hành SU-76.