上世紀20年代的蘇聯是最艱難的時期，在武器裝備方面基本繼承了俄國留下的老舊裝備，漫長的邊境上以及各個要塞、基地只有少量重炮防禦，進入30年代後因為工業建設取得成就，於是展開了一系列的重炮研製計劃，其中既有對現有火炮的改裝，也有新火炮的研製，火炮囊括了256、305、356等多個口徑。
影響大口徑火炮研發的一個重要因素是20年代後期提出的鐵路重炮防禦思想，對於當時的蘇聯來說要想在所有軍事重地部署足夠多的大炮顯然不可能，敵人可以在漫長的邊境線上找到很多突破口，利用鐵路火炮的高機動性可以實現重炮快速機動布防，配合大兵團作戰。
在30年代前期，蘇聯通過打撈艦炮進行修復等方法製造了一些大口徑列車炮，並且實驗證明這個思路具有實際價值，蘇聯一方面打算利用籌備中的蘇聯級戰列艦406毫米主炮改裝列車炮，另一方面又對450、475以及500毫米重炮進行摸索，通過分析認為450毫米級別的重炮具有更佳的彈道性能，不過500毫米級別重炮的毀傷能力明顯最優，蘇聯選擇了後者，也就是TG-1 500毫米口徑重型榴彈炮。
火炮的設計工作由OKB-172負責，該部門有大口徑火炮研製的經驗。TG-1與其他列車炮一樣需要一整列的車廂組成一個作戰系統，它包括16節功能不同的車廂，其中3節負擔火炮，6節負擔彈藥，其它的則是動力車廂、電力車廂、備用車廂等。
TG-1榴彈炮採用500毫米口徑，炮管整個長度13858毫米，僅炮管重量就達到了85100千克，蘇聯設計師給它配備了兩種炮彈，一種是重約2噸的高爆彈，另一種是重約1.5噸的混凝土穿甲彈，後者以70°入射角可以穿透4.4米厚混凝土。
火炮有多種發射藥量，對應到不同彈藥時起到的效果也不同，例如混凝土穿甲彈有4種發射藥量，對應的炮口初速度分別是340、380、430和490米/秒，最大射程為19500米；而高爆彈有6種發射藥量，對應的炮口初速度分別是390、430、450、540和600米/秒，最大射程將近25千米。
這種數據上的差異一方面是彈藥特性不同，另一方面是兩者作戰方式不同，混凝土穿甲彈為了實現對碉堡的「攻頂」打擊，它需要如迫擊炮那樣彎曲的彈道，因此對炮口初速度的要求不那麼高，而高爆彈則對射程需求更大，只要它能順利命中目標並爆炸，至於什麼角度命中已經無所謂了。
這麼笨重的火炮自然缺少靈活性，計劃有兩種用途，一種是安裝在永久混凝土底座上充當要塞重炮，另一種主要的作戰方式是安裝在列車炮系統上，火炮擁有15°~70°的俯仰範圍，水平方向上只有左右各3°的微調範圍。
使用火炮的時候需要將整列火車機動到戰場，因為射擊角度的問題它需要建造對準戰場方向的鐵道，然後再展開火炮進行射擊，列車炮系統的備用車廂內有備用鐵軌等物資，可以臨時建造或修復約40米長的鐵軌供作戰所需，每列彈藥車廂里可以運輸24發炮彈。雖然部署過程比較複雜耗時，但是TG-1榴彈炮構成的列車炮系統具備獨立作戰的能力。
TG-1榴彈炮計劃中將在1942年建造多列，它將作為高級指揮部門的特殊火炮單位，其作用與二戰德軍的古斯塔夫重型列車炮相似，不過蘇聯的設計、建造進度落後於計劃，二戰爆發的時候只有包括炮座在內的部分結構完成建造，當衛國戰爭爆發後整個研發工作都被迫暫停。
TG-1榴彈炮雖然在口徑、威力等方面明顯弱於德軍裝備的古斯塔夫重型列車炮，但是兩者本質上比較相似，都是作為高級軍事部門的直屬「大殺器」，TG-1就像是一款縮小版的古斯塔夫，相比之下它在使用上要稍微靈活一點，遺憾的是它沒能趕在戰爭爆發前準備好，不然它倒可能在前期的防禦戰中發揮一些作用。