上世纪20年代的苏联是最艰难的时期，在武器装备方面基本继承了俄国留下的老旧装备，漫长的边境上以及各个要塞、基地只有少量重炮防御，进入30年代后因为工业建设取得成就，于是展开了一系列的重炮研制计划，其中既有对现有火炮的改装，也有新火炮的研制，火炮囊括了256、305、356等多个口径。
影响大口径火炮研发的一个重要因素是20年代后期提出的铁路重炮防御思想，对于当时的苏联来说要想在所有军事重地部署足够多的大炮显然不可能，敌人可以在漫长的边境线上找到很多突破口，利用铁路火炮的高机动性可以实现重炮快速机动布防，配合大兵团作战。
在30年代前期，苏联通过打捞舰炮进行修复等方法制造了一些大口径列车炮，并且实验证明这个思路具有实际价值，苏联一方面打算利用筹备中的苏联级战列舰406毫米主炮改装列车炮，另一方面又对450、475以及500毫米重炮进行摸索，通过分析认为450毫米级别的重炮具有更佳的弹道性能，不过500毫米级别重炮的毁伤能力明显最优，苏联选择了后者，也就是TG-1 500毫米口径重型榴弹炮。
火炮的设计工作由OKB-172负责，该部门有大口径火炮研制的经验。TG-1与其他列车炮一样需要一整列的车厢组成一个作战系统，它包括16节功能不同的车厢，其中3节负担火炮，6节负担弹药，其它的则是动力车厢、电力车厢、备用车厢等。
TG-1榴弹炮采用500毫米口径，炮管整个长度13858毫米，仅炮管重量就达到了85100千克，苏联设计师给它配备了两种炮弹，一种是重约2吨的高爆弹，另一种是重约1.5吨的混凝土穿甲弹，后者以70°入射角可以穿透4.4米厚混凝土。
火炮有多种发射药量，对应到不同弹药时起到的效果也不同，例如混凝土穿甲弹有4种发射药量，对应的炮口初速度分别是340、380、430和490米/秒，最大射程为19500米；而高爆弹有6种发射药量，对应的炮口初速度分别是390、430、450、540和600米/秒，最大射程将近25千米。
这种数据上的差异一方面是弹药特性不同，另一方面是两者作战方式不同，混凝土穿甲弹为了实现对碉堡的“攻顶”打击，它需要如迫击炮那样弯曲的弹道，因此对炮口初速度的要求不那么高，而高爆弹则对射程需求更大，只要它能顺利命中目标并爆炸，至于什么角度命中已经无所谓了。
这么笨重的火炮自然缺少灵活性，计划有两种用途，一种是安装在永久混凝土底座上充当要塞重炮，另一种主要的作战方式是安装在列车炮系统上，火炮拥有15°~70°的俯仰范围，水平方向上只有左右各3°的微调范围。
使用火炮的时候需要将整列火车机动到战场，因为射击角度的问题它需要建造对准战场方向的铁道，然后再展开火炮进行射击，列车炮系统的备用车厢内有备用铁轨等物资，可以临时建造或修复约40米长的铁轨供作战所需，每列弹药车厢里可以运输24发炮弹。虽然部署过程比较复杂耗时，但是TG-1榴弹炮构成的列车炮系统具备独立作战的能力。
TG-1榴弹炮计划中将在1942年建造多列，它将作为高级指挥部门的特殊火炮单位，其作用与二战德军的古斯塔夫重型列车炮相似，不过苏联的设计、建造进度落后于计划，二战爆发的时候只有包括炮座在内的部分结构完成建造，当卫国战争爆发后整个研发工作都被迫暂停。
TG-1榴弹炮虽然在口径、威力等方面明显弱于德军装备的古斯塔夫重型列车炮，但是两者本质上比较相似，都是作为高级军事部门的直属“大杀器”，TG-1就像是一款缩小版的古斯塔夫，相比之下它在使用上要稍微灵活一点，遗憾的是它没能赶在战争爆发前准备好，不然它倒可能在前期的防御战中发挥一些作用。