苏联坦克部队在二战中因为缺乏防空掩护付出了巨大的代价,而伴随德国机械化部队运动的自行高炮,直到战争结束的那一刻,始终是德国地面攻击机所面对的巨大威胁。战争经验使苏联陆军非常重视地面部队与防空部队在战场上的互相依赖和互相配合,，苏联为装甲部队研制了四种自行高射炮:ZSU-37, ZSU 57-2, ZSU 23-4和9K22通古斯卡，这些为了保护苏联装甲部队不受空军威胁而建造的防空武器被美军认为是对北约飞机的严重威胁。美军花费了很多精力研究如何击败这些自行高射炮及其雷达跟踪系统，
从二战开始，苏军在东线部署了大量牵引高射炮，为保护陆军机动部队免遭空袭，苏联的工程师们开始试验一种履带式、自行推进的防空炮，第一个设计是T-90 SPAAG, T-70轻型坦克的改进型，具有双管12.7毫米DshK机枪和光学瞄准器，有效射程只有2000米。苏军认为不足，T90被取消取而代之的是ZSU-37。自行推进或简称“ZSU”。主要的武器装备是一门37毫米M1939高射炮(因此得名ZSU-37)，ZSU-37在1945年3月进入全面生产，
这个时候德国空军的威胁已经消失，使得ZSU-37在东线几乎没有任何作用。到1948年生产结束时，只生产了75辆。在整个战争中,苏军的37毫米、76毫米、85毫米高炮对战争的胜利起到了决定性作用，苏军感到85毫米高炮难以满足对付快速的中低空目标,同时对付高空目标射高又不及100毫米高射炮,而37毫米高炮虽然适用于打击中低空目标,但是射击和威力不足，经常出现37毫米高炮看得到打不着,而85毫米高炮打得着却反应慢的问题。
斜距
为此,苏联军方提出在37毫米火炮技术基础上,研制介于两者之间口径的57毫米高射炮。要求这种火炮既具有37毫米高炮的射速和反应速度,还具有接近85毫米炮的射击斜距。1946年2月，在鄂姆斯克174号工厂和加里宁格勒58号研究所的设计师提交了一份基于T-34坦克底盘的自行高射炮提案，这个设计被废弃了，
取而代之的是在T-54底盘的基础上建造一个双管57毫米自动加农炮，能够每分钟发射200发以上的炮弹。最终产品于1948年完成，并在1950年夏天作为原型投入生产，ZSU 57-2在1955年2月14日进入服役，装在T-54坦克底盘上，不过这种型号的自行高炮,底盘比T-54坦克少了一对负重轮,
这种高射炮装甲保护最厚只有15毫米，可以阻止正常的各种小武器的火力，重量为28吨，最高时速50公里，可以越过近1米高的垂直障碍物，穿过3米宽的壕沟，还可以通过1.4米深的水障碍。火炮射程6公里左右，携带300发炮弹，穿甲弹能够穿透110毫米厚的装甲，在越南战争中,57毫米的炮弹成为了美军飞行员的噩梦。1发57毫米的炮弹,能够将一架“眼镜蛇”武装直升机炸成两段。
当时以结实著称的美军F-105战斗炸机,被37毫米炮弹直接命中2发还能返回基地,而57毫米炮弹在其2米处近炸也能致使F-105近乎解体。是当时最强大的高射炮，但它有几个缺点，它的炮塔没有顶盖，很容易受到地面火力的威胁，它没有搜索、测距或火控雷达。由于目标捕获是通过光学完成的，在夜间或低空期间不能交战，57毫米加农炮的射速仍然不够快，炮塔的旋转速度缓慢，不能保证高的杀伤概率。事实上，一个由4个ZSU 57-2s组成的防空连的射击效率比一个由6门拖挂的S-60防空炮组成的防空连要低。
尽管有缺陷， ZSU 57-2是50年代末和60年代初广泛出口的苏联高射炮，东德和波兰。匈牙利、罗马尼亚和其他苏联盟国获得了数量不等的 ZSU 57-2，埃及和叙利亚是ZSU 57-2在中东最大的用户，伊朗和伊拉克也分别向苏联订购了100辆。在1967年六日战争中首次出现在战斗中，在以色列向埃及推进的初始阶段，以色列第7装甲旅(装备有M48巴顿坦克)遇到了一群守卫在阿里什机场周边的埃及ZSU 57-2s。一看到来袭的坦克编队，埃及的ZSU炮手们就拉平了他们的57毫米大炮，并连续连发炮弹。当然，它们无法击穿m48坦克的120毫米装甲，在1991年1月16日，伊拉克一辆ZSU 57-2成功地击落了一架英国龙卷风GRI战斗机，在90年代后期，ZSU 57-2在前南斯拉夫的巴尔干战争中大多数战斗中被用作地面攻击武器。
苏联很快认识到ZSU 57-2的缺点，1957年4月17日，苏联部长会议通过了第426-11号决议，要求同时发展两个全天候、雷达制导的防空平台。分别是ZSU 37-2(被称为什尔卡和ZSU 23-4(被称为石勒河)，他们的想法是，石勒河为装甲编队提供机动防空，而什尔卡将为机动步兵单位提供掩护，ZSU 37-2是在莫索16号实验设计局研制的，以双管37毫米自动加农炮为特色。它的底盘类似于SU 100自行野战炮，ZSU 23-4基于PT-76两栖坦克的底盘。ZSU 37-2和ZSU 23-4的原型在1960年12月完成，经过实地测试之后，证明ZSU 23-4的杀伤比几乎是ZSU 37-2的两倍。ZSU 23-4在1965年交付给苏联陆军
四管23毫米2A7炮是ZSU 23-4最显著的特征之一，总射速为每分钟3,400-4,000发。携带23x152毫米钢壳高爆弹和穿甲弹，初速970米/秒，最大射程为7公里，最大射高为5.1公里，有效射程为1至2.5公里。与美国最接近的M163火神防空系相比，ZSU 23-4的杀伤力要大得多。ZSU 23-4从距离1公里的范围内对F-4(水平飞行)进行40发射击，杀伤概率为0.13。在相同条件下，M163对米格-21进行60发射击，杀伤概率只有0.08。在整个实地试验中，每摧毁一个目标，只消耗300-600发弹药。
在现场测试和战斗中，ZSU 23-4对攻击直升机表现最有效，在1-3公里的射程内，直升机从一座小山后面出现发射导弹并跟踪导弹的轨迹这个过程花了飞行员60-90秒来完成，ZSU 23-4目标捕获，射击只需要25秒。如果一架敌机在山后飞行时，雷达失去了目标，计算机的内存将根据直升机的预定飞行路线为雷达提供8-10秒的操纵数据。这样，当直升机从山后出现时，雷达就会在不重新捕获的情况下重新发现目标，
SU 23-4型的火力控制雷达可以在20公里内捕获目标，可以有效地锁定和跟踪10公里外的移动目标，并可以为低飞距目标提供良好的距离数据，比北约任何类似的防空系统都要先进。然而也是出了名的敏感，如果试图探测低于60米的目标，它经常会检测到由地面杂波引起的错误干扰，该雷达很难自动跟踪7公里以内的目标。苏联的做法是ZSU 23-4的射击阵地靠近战场前沿，但通常在前线梯队后方几百米。不受敌人坦克和反坦克导弹的攻击，在进攻行动中通常会在前导坦克后500米。
为了缓和ZSU 23-4的威胁，美国飞行员设计了一系列战术对策。例如上升到隐藏地形之上停留不超过30秒，因为北约攻击直升机上的武器系统比ZSU 23-4射程更远，飞行员与ZSU 23-4交战距离要3000米，在这些范围内，AH-1眼镜蛇和AH-64阿帕奇能达到80%的杀伤概率。ZSU 23-4最多可以达到10%的杀伤概率，另一种战术是让侦察直升机确定ZSU 23-4的位置，转移ZSU 23-4的注意力，同时攻击直升机锁定目标。苏军在使用雷达引导的火炮防空时,往往集中6~8门高炮集火射击1个目标,自动高炮则依靠4根炮管形成足够的弹幕,,通过增加目标摆脱和对抗时的难度来提高命中率。
ZSU 23-4第一次实战在1973年，在1967年的六日战争中，埃及地面部队在以色列空军攻击下遭受了重大损失。埃及人打算在ZSU 23-4防空火力的保护伞下战斗，当埃及军队在1973年10月6日穿过苏伊士运河时，以色列战斗机很快就遇到了埃及的ZSU 23-4。在战斗的第一天，以色列空军中队损失了至少10架飞机。在戈兰高地的叙利亚的ZSU 23-4击落了30多架以色列飞机。在冲突结束时，以色列空军断定他们的大部分损失是由ZSU 23-4-造成的，在随后的后方，在黎巴嫩战争，叙利亚ZSU 23-4也击落了六架以色列飞机。
不过更多的时候，ZSU 23-4被作为一个多用途火炮平台，用来对付站在屋顶和山坡上的敌人，效果不错。1979年，苏联出兵阿富汗，在多山的阿富汗，ZSU 23-4-被转换成地面支援及护送车辆。雷达系统被移除并用一个增强型夜视装置代替。这种阿富汗式改型也增加了4000发弹药，在阿富汗，保护车队是苏联指挥官的首要任务。ZSU 23-4的首选战术之一，游击队员们在悬崖峭壁和陡坡上袭击经过山区通道的主要补给线上的车队。并从装甲车辆主炮正常的俯仰范围内的高处向他们开火。
随着ZSU 23-4融入车队苏联现在有了对付高地狙击手的有效手段。尽管ZSU 23-4重新占了上风，但它仍然容易受到大口径武器的攻击，游击队员会发动牵制性的RPG攻击来吸引ZSU 23-4的注意力，而另一个RPG团队会从不同的位置与ZSU 23-4交战。这些断断续续的攻击是否成功，取决于车队中每辆车如何保持指定的火力扇区。第一次车臣战争中ZSU 23-4也成功击败在屋顶和地下室叛乱分子
尽管ZSU 23-4已经从俄罗斯退役，但它仍然在世界各地执行任务。毫无疑问ZSU 23-4已经在防空武器和地面支援炮两方面被超越。然而，很多仍然使用的军队由于有限的国防预算，大多通过自己的部件延长旧的ZSU 23-4使用寿命，将使用到21世纪。