Увеличение толщины брони немецких танков было объективной причиной наблюдавшегося в течение всей войны роста мощности советских противотанковых орудий, обеспечивавшегося как модернизацией имеющихся орудий, так и созданием новых.
Модернизация освоенных в производстве орудий в военных условиях является более предпочтительным решением, так как позволяет получать более совершенные орудия без снижения темпов производства.
В начале 1942 года конструкторами артиллерийского завода в Мотовилихе была проведена модернизация 45-мм противотанковой пушки обр. 1937 года. Главная задача модернизации — повышение бронепробиваемости была решена в результате удлинения ствола и использования нового выстрела, в котором снаряд и гильза остались без изменения, а вес порохового заряда был увеличен. Это позволило повысить давление в канале ствола и увеличить начальную скорость снаряда с 760 м/с до 870 м/с. В свою очередь, повышение начальной скорости снаряда обеспечило увеличение бронепробиваемости при угле встречи 90° на дальности 500 м до 61 мм, а на дальности 1000 м — до 51 мм. Кроме длины была изменена также и конструкция ствола. Вместо установленного на пушке обр. 1937 г. скрепленного ствола на новой пушке использован более технологичный ствол-моноблок, представляющий собой цельнометаллическую трубу, на конец которой навинчен и застопорен стопором казенник. Технологичность орудия в целом была повышена за счет разработки новых узлов: литого верхнего станка, простого по конструкции гидравлического тормоза отката, пружинного накатника, пружинного подрессоривания. Эти меры значительно снизили трудоемкость изготовления орудия при повышении его боевых качеств.
В связи с тем, что щитовое прикрытие толщиной 4,5 мм иногда пробивалось бронебойными винтовочными пулями, его толщина была повышена до 7 мм.
Модернизированная пушка была принята на вооружение под названием «45-мм противотанковая пушка обр. 1942 г. (М-42)» и запущена в серийное производство на артиллерийском заводе № 172. В наиболее напряженные периоды завод изготавливал по 700 таких пушек ежемесячно. Общее количество изготовленных в 1943-1945 гг. пушек обр. 1942 г. составляет 10843 единицы.
По мере роста производства пушек М-42 ими перевооружались противотанковые артиллерийские полки и бригады, имевшие 45-мм пушки обр. 1937 г. Однако и пушкам М-42 не суждено было длительное время оставаться на вооружении этих отборных частей Красной Армии — начиная с 1943 года на их вооружение начали поступать еще более мощные 57-мм противотанковые пушки обр. 1943 г. (ЗИС-2).

Тактико-технические характеристики 45-мм противотанковой пушки обр. 1942 г.
Калибр, мм 45
Начальная скорость снаряда, м/с 870
Наибольший угол возвышения, град. 25
Угол склонения, град. -8
Угол горизонтального обстрела, град. 60
Вес в боевом положении, кг 625
Вес в походном положении, кг 1250
Скорострельность, выстр./мин 15-20
Наибольшая дальность стрельбы, м 4550
Дальность прямого выстрела, м 950
Бронепробиваемостъ при угле встречи 60 ° на дальности:
- 500 м, мм 61
- 1000 м, мм 51
Вес бронебойного снаряда, кг 0,85-2,14