《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15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
最大旋转速度：2°/秒
因为是机译，很多地方不太对，所以把英语原文放出来：
Firing cycle at +3° elevation
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

一式，九一式等各种弹药以及装药量

九一式穿甲弹的内部构造以及注释

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。
图为大和用的炮弹

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。

舰载雷达
2号1型无线电探头（21号电探头）
大和号于 1942 年 7 月装备，武藏号则从建造开始就已装备。
该探头安装在前桥测距仪上。
安装在大和号上的那台是为了进行反水面射击联合使用的性能测试而临时配备的。但由于它是一种极短波雷达，因为海面杂波（来自海面的漫反射噪声）较强，被用于防空瞭望。安装在武藏的机器是第一台量产机器。
波长为150 cm，输出功率为5 kW，重量为840 kg，能够在100公里处探测飞机编队，在70公里处探测单架飞机。
大和型的特点是对水上拍摄的选择器进行了额外的修改，这一点在武藏上进行，后来在大和上进行。这使得将同一电探测器中使用的80毫米阴极射线管上切割的刻度切换为水上射击的刻度成为可能，尽管最初存在100 m的误差，但由于将报告发送给海军技术研究所，该研究所也注意到了该缺陷。虽然在第一次炮击测试中失败，但各个部件都进行了修改，以承受主炮射击时的振动。调整后，在43,000~35,000 m左右可以探测到战舰，25,000 m处明显可见水柱。

2号2型无线电探头（22号无线电探头）
大和号于1943年7月安装了此设备，武藏号也在同年安装了它作为反舰瞭望台。
这台望远镜也安装在前桥的测距仪上，与21号望远镜相同。
与21号一样，是为了水面瞭望和水面射击的性能测试，但接收机运行不稳定，天线切换装置不完整。1943年7月的大和号试验中，对一艘35公里的战列舰、一艘16公里的驱逐舰和一个5公里的潜望镜进行了探测。
此后改进不断进展，到了1944年7月，预计将其用作反水面射击电探测器的替代品，因此很快就被安装在南部港口，以便及时参加行动。
最初的精度为500m/3度测角，但随着安装在南部港口的2号2型2改型3接收机的改装，性能提高到100m/0.5度测角，超越了远距离光学测距仪的精度（甚至超越了美国，但日本总体上还是不如）（大和号以外的日本战列舰上配备的10m测距仪最大误差为1000m，平均误差为400m）。

1号3型无线电探头（13号无线电探头）
1944 年初，两个安装在后桅杆上，用于防空瞭望。
性能为200 cm波长，10 kW输出，最大有效测距为100-120 km飞机编队，50-60 km单机，测距精度2-3 km，角度10度，重量110 kg。

主炮口径
1918年，日本海军为了在88舰队第13舰型上安装8门46厘米炮，秘密制造并试射了5年型36厘米炮（19英寸炮/48厘米炮）。这门大炮被留在濑户内海仓桥岛龟崎大炮试验场，战后美军在那里拍摄到了它的照片。这样，就有了在大和级战列舰前安装一门46厘米火炮的计划。1934年2月，海军部在部内成立“军备限制委员会”，比较日本与美英的火炮制造能力。委员会审议了新型战列舰应采用何种口径和火炮长度，并考虑了条约缔结后美国和英国建造配备18英寸级火炮的战列舰的可能性。在限制委员会上，藤本菊夫少将提出了一个 20 英寸（内径51 厘米，因为日本帝国海军使用公制尺度给出一个合适的数字）的四个三联炮塔，航速 30 节和一台柴油发动机。此外，还有鼓励部分军事将领采用20英寸火炮的运动，但也有考虑到批量生产而将其保留在16英寸级别的运动。问题是制造炮管材料所需的钢锭存在困难。当时日本能够制造的钢锭尺寸为160吨，但根据军备限制委员会准备的对比图，一门20英寸50口径的火炮需要240吨钢锭。据原介绍，即使当时的世界纪录是米德维尔在 1931 年创下的 200 吨，海军行政总部第一部认定制造 20 英寸火炮的难度极高 。