火炮
在英国的指导下，日本以42倍的15-in MK I的设计为基础开始开发新式的16吋炮。
开发之初，该炮的名称是「四十五口径三年式十四吋砲」，最初计划时口径是正16吋(40.6cm)。
解除口径隐藏之后，该炮被改称「四十五口径三年式十六吋砲」，并在1917年10月5日正式改为公制单位口径，即熟知的口径41cm（也就是说，I型炮完成时口径也是41cm）。
最初完成试制的I型炮被搬入龟之首试射场，获得了一定的数据，全程并未发生事故。随后根据试射收集的数据对原设计进行了一定修改，将膅腔断面积从13.49m²减小到13.47m²，药室容积改变。经过修改之后的41cm炮的炮身重量从113.456吨减小到102吨，成为了量产型的II型炮 。1917年7月的内令兵第10号中，正式作为兵器采用，制式名称为「四十五口径三年式四十一糎砲」。
三年式41cm炮的炮身构造依然采用的丝紧技术，相比四一式36cm炮有所改良。与四一式炮相同的是，三年式41cm炮的A4部由普通钢构成，其他部分则由镍铬钢构成。由于技术上的进步，三年式相较于英国的15-in Mk I，重量增加并不明显：MKI炮身重量为101.605吨，三年式II型102吨。这是由于三年式的炮管厚度更小。三年式外径（含炮管厚度）为67.4cm，甚至比口径更小的Mk I的外径还略小。
在此前采用的四一式尾栓的基础上，按照公制单位重新设计之后得到了新的三年式尾栓，基本构造与四一式相同。
在对II型炮的药室进行小修改（药室直径增大1.8mm，但容积貌似不变）之后，出现了新型的II₂型炮。目前已知计划中的II₂型炮仅搭载于加贺级两舰。虽然有文件记录天城级和加贺同为II₂型，但陆军接收加贺、天城两级闲置的炮塔之后，记录土佐炮塔的炮身型号为Ⅱ₂型，天城级炮塔为Ⅱ型。
由于尚未开始制造，所以纪伊及后续舰采用的炮身型号不明。
该型火炮还有Ⅱ₃、Ⅱ₄、Ⅲ型三种改型。目前已知Ⅱ₃和Ⅱ₄采用和Ⅱ₂型相同的药室修改，Ⅲ型尚不明确。部分Ⅱ₂型炮进行膛线齿施工后，得到了Ⅱ₃型炮。Ⅱ₄型修改情况不明。吴51号炮为Ⅲ型炮，用于信管试验，弹程稍小于前型。
1922年签订的华盛顿海军条约将战列舰的主炮口径被限制在16吋/406mm以下。为了不让各国产生误解，同年的内令兵第9号中将该炮改称为「四十五口径三年式四十糎炮」，实际口径保持不变。这与后来大和级的46cm炮出于情报考虑而隐匿实际口径的做法性质完全不同，单纯是因为各国度量衡的不同，所以各条约签署国也基本默认了日本方面的做法。
生产情况
在三年式41cm炮的制造时，曾有2件炮身素材出现问题。其一是2A部曲直工事之后发生断裂，另一件是4A烧嵌作业时出现龟裂，可能是由于硫等杂质含量偏高。
另外部分火炮在试射时也显示出炮身强度存在问题。吴海军工厂制造的12号炮在完成后试射第四发时炮口纵裂；第31号炮进行一发弱装药和三发常装药试射时2A炮尾部断裂，尾栓飞出。此后该型炮再无问题，正式开始大量生产。
除了吴海军工厂，日本海军还委托民间公司日本制钢所生产火炮。就八八舰队已决定设计的舰船来说，直接使用的41cm炮II型数（不含备用炮）为长门、陆奥各8门，加贺、土佐、天城、赤城、爱宕、高雄、纪伊、尾张各10门。在签订条约之前，纪伊和尾张两舰的火炮并未开始生产。具体生产情况如图（出自奥本刚《图解》）：
虽然海军条约迫使日本停止主力舰的建造，但大多数接近完成的火炮依然继续生产。最后，仅吴海军工厂就完成了56门41cm炮。而此前委托民间的日本制钢所生产的49门炮，具体情况为24门完成、12门未成、13门未生产，日本制钢所因此濒临破产。好在海军方面给予了补偿金，避免了破产。
根据《旧海军技术资料》的记述，昭和时期的1932~1945年日本生产了16门三年式41cm炮，日本制钢所史中也记录该公司生产了6门该炮。
当然，大正时期生产的火炮中最初只有16门装备于长门、陆奥两舰。而多余未上舰的41cm炮被保存在仓库中，其中一部分被提供给陆军使用，具体情况为6炮塔直接使用的12门炮以及其他2门备用炮。另外有一部分被长门、陆奥两舰更换，但并不清楚大改装时两舰是否直接采用原本用于加贺级的Ⅱ₂型炮身。
在之后的1940年，长门再次更换了新主炮，具体情况如下：
虽然这次更换中具体标注了炮身编号，但依然无法确定是Ⅱ型还是Ⅱ₂型炮。所以，开战时的长门有可能是同时搭载了两种型号的炮身。
45倍三年式41cm炮要目
口径：41cm
倍径：45
全长：18.84m（Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ₂）
弹程：15.844m（Ⅰ），15.862/15.975m（Ⅱ、Ⅱ₂、Ⅱ₃），15.859/15.972m（Ⅲ）
药室容积：480L（I），480.25/467.07L（Ⅱ、Ⅱ₂、Ⅱ₃、Ⅲ）
膅腔断面积：13.49m²（Ⅰ），13.47m²（Ⅱ、Ⅱ₂、Ⅱ₃、Ⅲ）
炮身重量：113.456t（Ⅰ），102t（Ⅱ、Ⅱ₂）
膛线缠度：28
膛线深：3.5mm（Ⅰ），4.1mm（Ⅱ、Ⅱ₂、Ⅱ₃、Ⅲ）
膛线数：96（Ⅰ），84（Ⅱ、Ⅱ₂、Ⅱ₃、Ⅲ）
最大膛压：34kg/mm²（Ⅰ），30.3kg/mm²（Ⅱ）
初速：850m/s（Ⅰ），780m/s（Ⅱ）
寿命：250发（Ⅱ）
构造：丝紧4层（Ⅱ）
装药量：245kg（Ⅰ），219kg/110C₂/药囊数4（Ⅱ）