在上世纪20年代，新生的苏联由于海军实力与英、法等国差距太大，担子就压到了岸防部队肩膀上，可由于苏联需要防御的海岸线很长且分散在不同海域，波罗的海、黑海、西太平洋这三处海域完全独立开来，很难打造统一标准的防御设施，因此苏军高层制定了以旧式舰炮改装的岸防火炮系统，其中包括具备机动能力的重型铁道炮，既可以用来反击登陆、攻击敌方军舰，还能沿铁路主动出击。
1932年，А. Г. Дукельским领导研制成功了可以搭载356毫米重炮的铁路机动系统，也就是TM-1-14，这种强大的铁路机动系统包括了包括了牵引车头、发电车、弹药车、指挥车、餐车、人员休息车等多节配套车厢，当然还有最关键的火炮车厢。因为火炮口径大，火炮车厢采用了前后板车抬轿式的结构，这种设计被很多铁路重炮使用，好处是方便安装火炮，缺点是射界很窄。
TM-3-12是所有服役的铁道炮中威力最大的一款，它虽然使用了修改的TM-1-14机动系统，但火炮却安装了更小的305毫米炮，因为当时苏联并没有现成的356毫米火炮，兵工厂研制中的是为战列舰准备的更大口径火炮，既超出了底盘承受能力，量产时间还不确定，所以只能退而求其次。
当时苏联也不生产305毫米炮，大部分人认为TM-3-12的火炮来自打捞的“玛利亚皇后”号战列舰，该舰在一战期间建成，但它于1916年10月20日因弹药库爆炸沉没，船体后来打捞拆解。还有一种观点认为火炮其实是沙俄时代的库存，它原本是为伊兹梅尔级战列巡洋舰准备的主炮，不过这个说法存在问题，因为伊兹梅尔级的主炮选择其实是356毫米，对标同时期英、美等国战列舰的356毫米、381毫米主炮，不可能选择威力明显低了一个等级的305毫米主炮，作为备用方案也不可能，因为俄国在1913年就开始研发伊兹梅尔的主炮系统了。
玛利亚皇后号
TM-3-12的研制工作一度因某些原因暂缓，第一门铁道炮在1938年7月才准备完毕，随后参与了除实弹射击之外的测试，在修改了一些缺陷后又建造了2门，这3门铁道炮直到1940年2月才进行实弹测试，之后正式投入使用。TM-3-12赶上了苏芬战争的尾巴，它们向芬兰修建在卡累利阿的曼纳海姆防线发起了炮击，苏军依靠这里的环形铁路支线从容调整火炮射击角度，给芬兰军队造成了巨大破坏。
TM-3-12的巨炮破坏力远超一般陆地重炮，火炮的俯仰采用液压驱动，并安装了自动装弹机，也就是火炮后方带滑轨的那一套设备，这些措施极大提高了火炮的运行效率，它完成一次装填只需要30秒，战斗情况下最大射速约2分钟一发，对这种级别的铁道炮来说已经非常可观。
TM-3-12火炮的射界左右各2.5°，可用于精确微调，炮管俯仰角度则在0°~+50°，它能发射314千克重的高爆弹或435千克重的穿甲弹，标准弹药搭配是75％高爆弹+25％穿甲弹。炮弹出膛速度950米/秒，有的文章称最大射程可达到44千米，不过一些关于305毫米舰炮和“玛丽亚皇后”号的百科及引用文章给的数据是略高于29千米。
在测试中TM-1-14铁路机动系统曾达到过60千米的最大时速，高于设计预期的45千米/小时，这有利于铁道炮的远距离行军，铁道炮在没有牵引车头的情况下可依靠自己的小型发动机缓慢行驶，逐步加速后也可达到22.5千米/小时的最大速度。
卫国战争爆发时这3门重型铁道炮驻扎在位于波罗的海的汉科海军基地，这里不仅有专门的环形铁路，还有专门修建的旋转底座，可原地调整射击角度。该炮参与了基地保卫战，总共发射了大约600发炮弹，但由于整体战事不利，苏军在撤离前将铁道炮进行了深度破坏，一些特殊车厢还设法扔到了海湾里。
但芬兰军队没有放弃，他们搜集零部件修复了这3门铁道炮，缺失的火炮来自“亚历山大三世”号战列舰，它是“玛利亚皇后”号的同级战舰。芬兰直到1943年5月才成立新的炮兵部队操作这3门巨炮， 可见改装工作耗费了很多时间。苏军撤离时把相关纸质资料也销毁了，芬兰军队接下来又花费了很多时间测试火炮弹道，其中第3门修复的火炮在发射一枚212千克重高爆弹时最大射程达到了48千米，这枚炮弹可能不是原装炮弹，并且很可能是强装药发射，芬兰人的测试或许就是前文提到火炮最大射程差异的来源。
无论如何芬兰军队确实实际掌握了这3门火炮，芬兰的国防部长、海军司令等高级官员参观了火炮实弹射击演习，它们依旧部署在汉科用于防御，没有参加任何战斗。芬兰在1944年与苏联达成停火协议，芬兰根据协议归还了缴获的苏军装备，其中就包括3门TM-3-12，苏军将它们重新编入战斗序列并在波罗的斯克战斗过，1961年退役，3门重型铁道炮都被保留了下来。