1934年，为了能够突破法国马其诺防线，德军委托克虏伯公司研制一款重型攻城炮，要求能在法军炮兵射程之外开火，炮弹威力能够击穿7米后钢筋混凝土或一米厚的装甲钢板。
克虏伯兵工厂在接受任务后，研究认为，这种重型火炮的口径大约在800毫米左右，重量在1000吨以上，炮管长度至少30米，而炮弹重量将达到惊人的7吨！
在1934年时尚未摆脱和约束缚的德国陆军还无法想象主动攻击马奇诺防线，军方对此种火炮的需求并不迫切，所以相关研究也就停留于理论阶段。
1936年3月，希特勒造访克虏伯公司，重炮的研制工作开启。1939年底完成一门原型炮，并在1940年完成测试，1941年邀请希特勒现场观摩试射。德国陆军随即订购了两门800毫米轨道炮，第一门于1941年9月交付，在发射7.1吨的穿甲弹时射程可达37210米。
克虏伯公司掌门人阿尔弗雷德·克虏伯决定以他父亲古斯塔夫·克虏伯的名字将第一门炮命名为“重型古斯塔夫”，根据克虏伯公司的传统，为军方制造的第一门炮是免费的。而第二门炮以首席设计师米勒的妻子的名字命名为“多拉”，报价是700万马克。
在战斗状态下的“古斯塔夫”铁道炮全重达1350吨，长47.3米，宽7.1米，高11.6米，炮管长32.5米，平均30～45分钟发射1发炮弹，在发射7.1吨的穿甲弹（装药量250公斤）时初速为720米/秒，最大射程为38000米；在发射4.8吨的高爆弹（装药量700公斤）时初速为820米/秒，最大射程为47000米。“古斯塔夫”铁道炮的炮架由八个五轴车架支撑，总共有80个车轮，在两条平行的铁轨上运行。
但是，这样的巨炮在建造出来后竟无处大显神威，直到1941年，巴巴罗萨行动开始后，德军终于在克里米亚半岛的塞瓦斯托波尔要塞为其找到了出场的机会。德军已经占领了半岛的大部分地区，却未能攻克这座坚固的要塞。
1942年2月，德军组建了第672重炮营，只装备一门“古斯塔夫”巨炮。在接到命令后，这门巨炮被分解装车，调动了60节车厢，由2辆机车牵引，列车长度超过1500米！仅运送火炮组件就使用了25节火车车厢。
5月初，“古斯塔夫”的火炮组件沿特别支线运抵前线，并开始组装，为此特别设计了两台112吨级龙门起重机，250人用了三周时间才将这门巨炮重新组装完毕。该炮由一名上校具体指挥，直接配属的人员不少于1420人，负责操纵火炮及搬运弹药的炮组成员超过500人。还有两个轻型高炮营，两个警卫连，克虏伯公司的专家组，另外还有大量铁路人员，总人数超过4000人。
6月5日，德军对塞瓦斯托波尔要塞的最后攻势开始，“古斯塔夫”在实战中首次开火，目标是距离25000米外的一处苏军岸炮阵地，在射出8发炮弹后将其彻底摧毁。当晚，又向一座名为“斯大林堡垒”的混凝土工事群发射6发炮弹将其摧毁。
6月6日，“古斯塔夫”向“莫洛托夫堡垒”发射7发炮弹，将其完全摧毁。随后向一座藏在水下30米，有10米厚混凝土保护的弹药库发射9发炮弹，将其引爆。
6月7日，“古斯塔夫”向一处代号为“西南峰”的外围堡垒发射7发炮弹。随后开始维护保养，直至6月10日，向“西伯利亚堡垒”发射了5发炮弹。
6月17日，“古斯塔夫”将最后5发炮弹砸到马克西姆·高尔基炮台的头上，耗尽了全部弹药储备。
在1942年6月5日至17日，“古斯塔夫”总共发射炮弹48发，其中目标确定的炮弹47发，另有1发为试射弹。至此，首秀完美收官。
7月1日，该炮被拆解运回后方更换新的炮管。1942年底，才被部署到列宁格勒前线，但未投入战斗，1943年底被送回后方。1944年8月，“古斯塔夫”出现在华沙城外，但在准备工作完成之前，华沙起义失败。
直到1945年4月，德国投降在即，为了避免该炮落入盟军手中，将其完全破坏。“古斯塔夫”终其一生，仅发射48发炮弹用于实战，再无战果。至于第二门“多拉”巨炮，资料极少，甚至有人怀疑它从未服役。
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