TM-1-180 完美诠释了机动火力的精髓——一门安装在铁轨上的巡洋舰主炮，拥有同级别列车炮前所未有的机动性。
1934 年，苏联唯一一门重型列车炮运抵试验场。该炮搭载了一门 B-1-P 型 180mm 火炮，这门火炮原本是为 " 基洛夫 " 级巡洋舰设计的，发射的弹丸重达 97 千克，射程 37 千米。按计划，这门重达 160 吨的列车炮将作为机动炮兵预备队，部署在绵延数千千米的战线上。
这门列车炮的设计解决了一个看似无法克服的技术难题：如何在没有混凝土基础的铁轨上，保证这门 160 吨重型火炮的射击稳定性。主体由两个四轴转向架支撑，在战斗状态下，八个折叠式支撑杆和铁轨下方的枕木分散了载荷。可以说枕木取代了混凝土地基，而普通的铁轨取代了永久性的火炮堡垒，这种列车炮使其可以在任何重型列车通行的铁路线上进行射击。
TM-1-180 列车炮的俯仰角 -2 °～+50 °，炮塔可以全向旋转。与之相比，传统设计的列车炮水平射界相当有限，左右仅有几度，所以要向其他方向射击，通常需要将列车炮沿着预先准备好的弧形铁轨转向，或者利用铁路转弯路段进行部署。铁路基础设施实际上成为了列车炮瞄准系统的一部分。
TM-1-180 的弹药装填系统十分复杂，需要炮组成员协同工作。供弹平台随炮身旋转，97.5 千克重的弹丸从位于列车炮后方的弹药车上的滚轮式输弹槽运送到炮身后方。为了节省空间，这供弹平台可以折叠。由于炮身会旋转方向，炮组需要人力推动滚轮式输弹槽，以对准炮身方向。炮组需要经过一定的训练，可以保证 TM-1-180 列车炮的稳定发射，但需要一定的体力。
除了近 100 千克重的弹丸之外，炮组还需要搬运巨大的黄铜药筒。装填之前，需要根据射程调整药筒内的发射药包。TM-1-180 列车炮的射速达到 1～2 发 / 分钟，对于这种口径的列车炮而言算是相当高的。
1935 年，国防人民委员伏罗希洛夫视察 TM-1-180 列车炮时，明确要求对其进行改进，将支杆的安装收起过程实现机械化。但是，设计师们对自己的作品充满了信心，阳奉阴违忽视了这一命令。随后爆发的战争证明了伏罗希洛夫的决定是正确的。
遭到炮击后，纳粹德军炮兵侦察员只需要几分钟就可以通过炮口闪光发现 TM-1-180 列车炮的位置。能否在开火之后的两三分钟内撤离阵地，就成了生死攸关的大事。八名炮组成员靠人力转动手轮，驱动螺旋机构，才能收起支杆。这让每一次射击都变成了一场与时间的赛跑，任何延误都意味着遭到纳粹德军炮兵的报复性打击。
一个完整的 TM-1-180 炮组由数十人组成。除了炮兵之外，还包括铁路工人、通信专家、机车乘务员和警卫人员。实际上，一门列车炮就是一个小型机动炮兵阵地，其运作需要依靠多个部门的协同合作。
在列宁格勒附近，这些列车炮展现了巨大的潜力。它们被编入第 101 海军铁道炮兵旅，成为反炮兵火力的主力，TM-1-180 列车炮成功打击了炮击列宁格勒市区的纳粹德军重炮。为了提高开火时的隐蔽性，它们使用了无炮口焰发射药，使敌人无法通过目视发现火炮位置。
苏军弹药库中储存着秘密的超远程炮弹，射程可达 55 千米，另外还有化学弹药。但是，为了提高自身的生存能力，每次发射后都需要迅速转移。列车炮在原地停留的时间越长，风险就越大。
炮弹初速高达 920 米 / 秒，确保了弹道低伸，实现反炮兵作战必需的高精度。在这方面，TM-1-180 列车炮的性能优于大多数配备大口径榴弹炮的重型列车炮。由于使用了舰炮，其炮管寿命远超许多同等威力的列车炮。
二战结束后，TM-1-180 继续在苏联海岸炮兵部队服役，直到 1961 年铁路炮兵系统最终被更现代化的武器取代时才退役。驻扎在苏联汉科海军基地的第 17 独立铁道炮兵连的四门 TM-1-180 列车炮遭遇了特殊的命运。1941 年 12 月驻军撤离汉科基地时，这些重型列车炮无法被移除。于是当地驻军试图将其销毁，最终炸毁了炮管。
芬兰军队缴获了六门 TM-1-180 列车炮，其中四门在汉科缴获。芬兰武器专家修复了五辆，并将其中四门以 180/57 NRaut 的编号投入使用。1944 年底，这五门可正常使用的列车炮被归还给苏联。1945 年，这些列车炮被编入新成立的第 292 铁道炮兵连，继续在苏联海岸防御体系中服役。
苏联共生产了 20 门 TM-1-180 列车炮，这是苏联同类武器系统中规模最大的一种。大部分 TM-1-180 列车炮部署在波罗的海地区，该地区发达的铁路网使得列车炮能够获得更多的发射阵地，并有利于快速转移。TM-1-180 列车炮的主要优势在于无需分解和组合，即可在数百千米范围内进行战略机动。
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