《华盛顿海军条约》将日本战列舰数量减少至美国和英国战列舰数量的60%。为了进行质的竞争，日本海军计划研制世界上最大的主炮，超越当时最大的战列舰主炮41厘米炮。1935年4月，新战列舰的炮管、炮架、炮塔基本方案启动时，得出的结论是，新战列舰应配备比41厘米火炮弹道性能更好、具有短时间决定性打击优势的46厘米火炮。但为了保密起见，它被称为“94式40厘米（三尺）炮” 。战争期间，美国无法获得大和级主炮口径的确凿证据，虽然认为与长门级相同的40厘米是最有可能的，但也考虑了46厘米的可能性（详细情况将在后面介绍）。直到战后美国人才知道了确切的口径。

大和型战舰配备的45倍径46cm三联装炮最大射程为42,026米，超过了美国同世代战舰北卡罗来纳级、南达科他级配备的40.6cm45倍径炮Mk.6型40.6cm50口径炮（射程33,740米），以及配备Mk.7的衣阿华级（射程38,720米）、英国乔治五世国王级配备的35.6厘米45口径火炮（射程37,100米）等。正如后述的外围射击项目所述，越过水平线的射击需要利用飞机进行观测。46厘米炮弹的初速为780米/秒(2,808公里/小时)，在距离20,000米时(仰角12.43度，倾角16.31度)速度为522米/秒，30,000米时(仰角23.12度，倾角31.21度)舒服为475米/秒(时速1,710km/h。音速的1.4倍)时击中。以45度的最大仰角发射主炮时，子弹的高度在25公里附近达到11,900米，并一度到达亚平流层。炮塔的回转移速度为每秒2度（有人说3度），火炮仰角速度为每秒10度（有人说8度）。另外，由于为了提高耐海性而在船首安装了强力阻铁，所以第1炮塔在向前射击时无法以5度以下的仰角（从正面向左右各30度）进行射击。炮管在射击200次后需要更换，但这不是炮管本身，而是损坏的内衬。当船体倾斜超过5度时，炮塔无法再转动。

由于没有其他国家拥有可承受46厘米火炮的战列舰，因此在正常作战范围内发射的炮弹可以击穿任何敌方战列舰的防御。日本帝国海军认为，击沉一艘敌舰所需的46厘米炮弹数量大型巡洋舰为4或5发，战列舰为9至16发。

被称为世界最强的舰炮的46cm炮根据萨马尔海战后的战斗详报，“主炮的发射弹数不过170余发(中略)平均每门3到4发的校准射击，也极少发生故障。”《详报》对萨玛海战的记载是“这次海战期间，一次小故障也没有发生”，因此被认为可靠性没有问题。调查了信浓号三号炮塔的美军说:“这是日本独有的炮塔，比英美战舰的结构更简单，更能发挥作用。操作的安全性和快速性取决于操作人员的训练，总体来说，设计中包含了过多的安全因素，并且非常沉重”，“需要大量的润滑油来维护管理”。但是，战列舰级别的大口径火炮在外国经常发生过故障。例如，美国衣阿华级战舰曾发生主炮弹爆炸事故，造成多人伤亡。另外，在莱特湾海战中的10月25日凌晨的苏里高海峡海战中，迎击西村舰队的美军第7舰队的6艘战舰出现了各种各样的故障，西弗吉尼亚和加利福尼亚的数座炮塔无法射击。即使在英国，在俾斯麦追击战中各战舰也被频繁的主炮故障所困扰。

46厘米主炮的装填速度被认为是29.5 - 30.5秒（碧蓝航线总是在这些奇奇怪怪的地方还原历史，但是对于其他战列炮就缩短到了20秒左右）。也就是说，以最大仰角45度开炮的情况下，从装填角度的3度提高炮身到45度需要4.2秒，放下也需要4.2秒，因此到下一次炮弹发射为止单纯合计需要37.9 - 38.9秒。这就是通常所说的发射速度40秒/发。假设战斗距离为30,000米时，炮身的俯仰时间减少，大约为34 - 35秒(根据一般说法射速为1.8发/分)，20,000米时为可以考虑以32－33秒/发左右的速度发射。但是在远距离射击中，由于中弹观测的修正非常必要，所以不是以这个速度进行炮击。黛治夫说，在30000米射击的话，弹着需要50秒，第一次观测弹着后进行修正，第一次射击后约1分钟进行第二次射击。同样重复炮弹的飞行和观测修正，3分钟后进行第三射击。即使以30 - 40秒/发的速度完成装填，如果不修正弹着就开炮的话也没有意义。黛计算出大和发射第一枚炮弹命中所需的时间为5分钟。

大和级战列舰的装填速度为29.5-30.5秒/发，与俾斯麦级战列舰的26－27秒/发（仰角4度，但装填角度为2.5度）和美国新型战列舰手册的30秒/发相差不大。然而，美国战列舰北卡罗来纳号在训练时每次射击的记录为15秒，是手册的一半。大和也有过20秒以内的记录。因此，射速可能会根据训练水平和战斗情况而有所不同，并且仅供参考。
而在实战中，各国战列舰往往都是以1分钟/发左右的速度进行炮击，并不是记录中的最快速度。

以下是主炮开火所需时间的示例。
+3°仰角下的射击周期
开放式后膛：2.0-2.5秒
向前移动装壳转向架：3秒
闸板外壳：3秒
撤出夯锤+返回转向架：5秒
移动装药气缸+夯锤负载位置：3秒
冲压充量：3秒
抽出式夯锤：3秒
回油气缸+夯锤：3秒
关闭后膛：2秒
反冲和跳动：2.5-3秒
总计：29.5-30.5秒
升降速度最大值：8°/秒
最大训练速度：2°/秒

上一楼的英语原文：
Firing cycle at +3° elevation[95]
Open breech : 2.0-2.5sec
Move shell loading bogie forward : 3sec
Ram shell : 3sec
Withdraw rammer + return bogie : 5sec
Moving charge cylinder + rammer load position : 3sec
Ram charge : 3sec
Withdraw rammer : 3sec
Return charge cylinder + rammer : 3sec
Close breech : 2sec
Recoil and run-out : 2.5-3sec
Total : 29.5-30.5sec
Elevating speed max : 8°/sec
Training speed max : 2°/sec

各种弹药以及装药量

九一式穿甲弹内部构造

大和所用的炮弹

当时的日本战列舰和巡洋舰，包括大和级战列舰，均装备有反舰用的九一式穿甲弹及其改进型一型穿甲弹，防空（以及反陆地、反轻装甲舰）用的零型普通弹药和三型普通弹药。以46厘米炮为例，九一式子弹的子弹总长度约为2m，三式弹的炮弹总长度约为1.6m。91式和0式弹药的炮弹重量为1,460公斤，3式弹药的炮弹重量为1,360公斤。最初认为每门炮可携带100发炮弹，每个炮塔可携带300发子弹，但实际设计改为每门炮携带120发+6发训练弹。

瞄准系统
主炮控制火力关键的98式方位瞄准装置（在比睿号战列舰上提前装备并已确认其性能）安装在舰桥顶部的主炮火力指挥所（称为顶部）。测量与敌人的距离、敌人的速度等的测距仪位于其下方，由日本光学工业公司制造。除了从上述设备获得的参考方位角、我们之间的距离以及双方的速度之外，我们输入地球自转速度、风速、温度、湿度、火药装载量等数值，重4t 。98式射击板Kai-I的计算射程为50,000 m，实际射程为42,130 m，敌舰航速为40节，舰船航速为35节。炮塔一侧的方位角和仰角由角度发射器（Selsin）接收，齐射的扳机位于主炮射击指挥所的方位角板上。

配备98式方位瞄准装置的主炮射击指挥所设有一个备用装置作为后桥。但船尾驾驶台测距仪的基线长度为10m。此外，每个炮塔都配备了15.5m测距仪和潜望镜，虽然可以单独从炮塔上进行射击，但瞄准比使用指南针更耗时，而且位置较低，因此无法测量远距离。此外，控制塔还配备了简易的潜望镜式指南针瞄准装置，仅支持前方主炮。