115-мм гладкоствольная танковая пушка Д-68 являлась основным оружием танка «Объект 432». Разработка 115-мм гладкоствольной пушки с выстрелом с частично сгораемой гильзой раздельного заряжания была задана ОКБ-9 Уралмашзавода Постановлением СМ СССР от 17 февраля 1961 г. Головным исполнителем по отработке выстрелов, снарядов и укупорки для выстрелов являлся НИИ-24 ГК СМ СССР по ОТ. ОКР по созданию выстрелов с частично сгорающей гильзой для танковой пушки проводилась с целью обеспечения более удобной работы экипажа за счет уменьшения загазованности и загромождения боевого отделения танка и экономии латуни.
В соответствии с указанным постановлением Уралмашзавод в начале 1962 г. поставил заводу №75 две пушки Д-68 для установки в опытные образцы танка «Объект 432». По результатам полигонных и войсковых испытаний опытных образцов 28 марта 1963 г. вышло Постановление ЦК КПСС и СМ СССР «О подготовке к серийному производству нового среднего танка «Объект 432» и вооружения к нему». К концу 1963 г. Уралмашзавод освоил серийное производство пушек Д-68. По номенклатуре ГРАУ пушка имела индекс 2А21.
Пушка Д-68 с клиновым полуавтоматическим затвором горизонтального перемещения и эжекционным механизмом очистки канала ствола от пороховых газов после выстрела имела ствол, скрепленный кожухом в каморной части. Полная длина ствола составляла 6350 мм (55,2 клб.). Длина трубы ствола равнялась 5700 мм (49,6 клб.). Цилиндрические части кожуха и трубы являлись направляющими ствола, которыми он скользил по бронзовым втулкам люльки во время отката и наката. Обойменного типа люлька была сварена из двух литых половин. В приливе люльки снизу крепились штоки гидравлического тормоза отката и гидропневматического накатника. Максимальное давление пороховых газов в канале ствола составляло 358 МПа (3650 кгс/см-). Цилиндры тормоза отката и накатника были закреплены в нижней части казенника и при выстреле перемещались вместе со стволом. Нормальная длина отката составляла 250-310 мм, предельная - 320 мм. На торце дульного утолщения ствола были нанесены взаимно перпендикулярные риски для установки нитей при выверке нулевой линии прицеливания.
Затвор пушки имел гальваноударный механизм комбинированного типа: электрозапального и механического ударного действия. Спусковой механизм состоял из электрозапального устройства и механического (ручного) спуска. Подача электрического импульса к электрозапалу гальваноударной капсюльной втулки заряда и па электромагнит спускового механизма для механического разбивания гальваноударной капсюльной втулки осуществлялась при нажатии на кнопку, находившуюся на правой рукоятке пульта прицел-дальномера ТПД-43Б, или на клавишу на рукоятке маховика подъемного механизма пушки. Механический (ручной) спуск осуществлялся нажатием на рычаг, выходивший наружу за левый щит ограждения пушки.
При стрельбе прямой наводкой использовался прицел-дальномер ТПД-43Б. Наибольшая прицельная дальность стрельбы бронебойным подкалиберным снарядом составляла 4000 м, осколочно-фугасным и кумулятивным - 3300 м. Дальность прямого выстрела по цели высотой 2 м подкалиберным снарядом была равна 1870 м, кумулятивным - 990 м. Для стрельбы из пушки применялись выстрелы с бронебойными подкалиберными, кумулятивными и осколочно-фугасными снарядами. Выстрел 3ВБМ1 с подкалиберным снарядом БМ5 предназначался для стрельбы прямой наводкой по танкам, самоходным установкам и другим бронированным целям. Выстрел 3ВБК4 с кумулятивным снарядом 3БК8 или 3БК8М предназначался, главным образом, для стрельбы прямой наводкой по танкам, самоходным установкам и другим бронированным целям, имевших мощную броневую защиту. Кумулятивные снаряды, обладавшие также и осколочным действием, в случае необходимости могли быть использованы и для стрельбы по легким укрытиям и живой силе противника. Выстрел 3ВОФ18 с осколочно-фугасным снарядом 3ОФ17 предназначался для стрельбы по оборонительным дерево-земляным сооружениям, нолевым укрытиям, материальной части и живой силе противника. Бронепробиваемость подкалиберного снаряда на дальности 1000 м составляла 250 мм (135 мм под углом 60°), кумулятивным - 450 мм.
Летом 1961 г. в ГК СМ по ОТ был проработан вопрос о возможности создания для средних танков 122-мм нарезной пушки Д-83 с начальной скоростью снаряда 1600 м/с и 125-мм гладкоствольной пушки Д-81 с начальной скоростью снаряда 1800 м/с и бронепробиваемостью стальной плиты, расположенной на дистанции 2000 м под углом 60° от вертикали, - 150 мм. Расчетная бронепробиваемость подкалиберного снаряда пушки Д-81 на дальности 4000 м, должна была соответствовать бронепробиваемости подкалиберного снаряда 115-мм гладкоствольной пушки У5-ТС на дальности 2000 м.
Установка пушки Д-81 в танке «Объект 432» повлекла за собой изменения в форме башни, увеличение высоты башни, смещение оси цапф люльки и увеличение массы башни на 180 кг. Кроме того, в связи с увеличением калибра пушки сокращался боекомплект в механизме заряжания с 30 до 28 выстрелов. В 1964 г. опытный образец танка «Объект 432» с пушкой Д-81 прошел испытания на артиллерийском полигоне иод Ленинградом. Установка пушки Д-81 в танке «Объект 166» требовала меньшего изменения боевого отделения танка, однако она была произведена в башне танка Т-62 только в ноябре 1967 г.
125-мм гладкоствольная пушка Д-81 превосходила 122-мм нарезную пушку Д-83 по характеристикам бронепробиваемости подкалиберного и кумулятивного снарядов и незначительно уступала ей по характеристикам осколочно-фугасного снаряда. После испытаний баллистической установки Д-83Б и конструктивных проработок 122-мм нарезной пушки Д-83, показавших невозможность создания единой нарезной пушки для танков «Объект 432» и Т-62, на расширенном техническом совещании в конце мая 1962 г. было принято решение о сосредоточении усилий ОКБ-9 по созданию 125-мм гладкоствольной пушки Д-81.
