日本在日英同盟缔结之后获得英国大量技术转移等各式支援，日本也为它们的军舰配备上全英式武装，以及向英国采购最新型的金刚级战舰全套技术提升国内军工业水准。原本在金刚级上配备的维克斯152毫米舰炮经过日本自行实证后，海军高层承认了国内士兵体格无法和西方国家相较(悲），45.36公斤的炮弹太重，人力搬运、装弹的编制状况下射速太差。
为解决中口径火炮射速问题，日本在1914年4月24日决定将152毫米舰炮缩小，以火力投射总量取胜，新型炮口径订于140毫米(5.5英寸)，设计由四一式缩小，发射药室容积为23立方分米，发射压力每平方公分2900——2910公斤，为一款除了口径缩小外其余技术规格不打折扣的新式武器，因此很快地就完成相关制造；虽然140毫米炮弹药重量只剩38公斤，但是在射击效率上最快可达每分钟10发，不弱于一战时期最优秀才每分钟7发的152毫米舰炮投射能力。而当时普及的半穿甲弹破坏力足以击毁防护巡洋舰以下的中小型船只，随后三年式舰炮便大量配备在日本战舰副炮、轻巡洋舰主炮上；古鹰级重巡洋舰在1910年代尚以侦查巡洋舰方案设计时也计划运用140毫米炮。无独有偶, 1913年英国也在希腊海军要求下开发同样是口径140毫米的第一型5.5英寸舰炮 (英语: BL 5.5 inch Mark.1 naval gun)，并且在胡德号战斗巡洋舰上运用，该型炮运用更轻的弹药达成每分钟12发的高射速，多少证明一战时期152毫米舰炮操作时的诸多限制以及当时对巡洋舰主要战斗任务需求。
旧日本海军原定在第一次世界大战结束后， 为新的八八舰队计划开发新型140毫米舰炮，新舰炮完成了三门原型炮的制造。新型炮炮管长达55倍径、最大仰角达30度、药室容积有25立方米的I型与30立方米的I2型等测试版本，最大射程可达20900米以上，但是在八八舰队中止后新型炮研发中止，相关设计成果仍转移到后来服役的新型舰船上。
三年式的设计原始需求是为了符合人力装弹所需，然而在机械动力补助上弹逐渐成熟，加上伦敦海军条约规范轻巡洋舰主炮口径上限可达155毫米后，140毫米的尺寸设计则显得落伍；因此日本后续开发了三年式155毫米舰炮，对140毫米速射炮的关注就只有更换炮弹，并没有对它有完整的改良。
该型舰炮最早是由四一式缩小尺寸而出现，它继承了几乎所有四一式的特征，包括主炮制程、倍径及寿命、分离式装药设计，也包括迁就战舰防御设计导致火炮最大仰角只有20度的限制。这问题在战舰副炮用于驱赶中小型舰艇时问题时不明显，但是使用在巡洋舰主炮时就很糟糕，因为三年式舰炮在20度仰角时射程只有15800米。因此在每一批次制造过程中，三年式舰炮有了逐渐提升舰炮仰角的计划，使得虽然主炮炮管相同，但各级舰艇可用射程略有出入，而装弹限制一直被设定在只能于仰角20度以下。
以单装炮来说，二十世纪一十年代制造的天龙级轻巡洋舰使用的型号为D型炮架，仰角只能到20度，同型炮在伊势级战舰上也有使用;但1920年代初长良级轻巡洋舰与球磨级、长门级战列舰使用的140毫米单装炮仰角已提高到25度，射程可达17500米， 1920年代中期服役的川内级轻巡洋舰与夕张级轻巡洋舰采用之D3型炮架已经引进部分改良新型炮技术，仰角提高到30度，射程达19100米，伊势级战列舰在二十世纪三十年代现代化改造时也是换上同型武器。
而三年式舰炮最终版本在1930年代末期配备,仰角可达35度，射程有20574米。本型炮则是提供给现代化工程的长门级战列舰与香取级训练巡洋舰使用。搭配九一式定时引信，可提供聊胜于无的防空能力。
到了战争中后期，三年式140MM舰炮也逐渐地被安置在各个日军驻守的岛屿上，根据米军的报告中所记载：“据信，这种海军岸防武器主要是为了对付船只而设计的，由于与弹药一起使用的引信不够灵敏，在与软地面碰撞时不能令人满意地发挥作用。这种炮使用独立装填弹药，并有一个标准型蘑菇状头部闭气装置。断开的螺式闩体是水平摆动的，有二级螺纹构成的三个螺纹段。液压助退机位于炮管上方，采用海军底座式安装，固定在底座上并通过底座放射出来的铁条埋在地下以确保稳定性。火炮有时是装在炮塔里，其正面和侧面是整体铸造，顶部是轧制钢板。炮盾装在炮塔内部，炮和炮塔都是手动旋转的，没有电力系统。除了望远镜瞄准架外，火控设备无法收回，据信该炮是直瞄射击。”
伊势级、长门级（战列舰）
凤翔号航空母舰
天龙级、球磨级、长良级、川内级、夕张、报国丸级伪装巡洋舰、逸仙（巡洋舰）
野间号油轮、知床级油轮、神威号水上飞机母舰、隐户级油轮、岩岛号布雷舰（辅助船只）
装备船只（联装炮型号）： 夕张号轻巡洋舰、宁海级轻巡洋舰、香取级训练巡洋舰日进号水上飞机母舰、迅鲸级潜水艇母舰、冲岛号布雷舰
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