1941年6月蘇德戰(zhàn)爭爆發(fā)，此時的蘇聯(lián)軍隊炮兵師的編制有些混亂，實際兵力常低于標準，配備的火炮不光有大口徑火炮，還有如107毫米加農(nóng)炮等中口徑火炮。此后受戰(zhàn)爭影響，蘇軍炮兵師的編制和裝備雖然制定了標準，但沒辦法一致。

直到1943年8月庫爾斯克戰(zhàn)役后，蘇軍掌握了戰(zhàn)場主動權，軍工生產(chǎn)趨于穩(wěn)定，能根據(jù)當時炮兵部隊需求生產(chǎn)火炮，并且大口徑火炮的數(shù)量逐漸增加，而炮兵師的編制也逐步統(tǒng)一了標準。到蘇德戰(zhàn)爭末期的1944年，蘇軍炮兵師通常編制5個炮兵旅，每個炮兵旅由運輸營、火炮測地連、以及多個炮兵營組成。

蘇軍M-1930型122毫米榴彈炮旅下轄4個炮兵營，每個營編制4個炮兵連，每個連配備4門122毫米榴彈炮，一個122毫米榴彈炮旅有64門榴彈炮。

裝備152毫米榴彈炮的炮兵旅，配備M-1937型和D-1型152毫米榴彈炮，這種旅下轄4個炮兵營，每個營下轄4個炮兵連，每個連配備4門152毫米榴彈炮，一個152毫米榴彈炮旅與122毫米榴彈炮旅一樣，也是64門榴彈炮。

蘇軍的B-4型203毫米重榴彈炮因為結構復雜，制造難度大、需要很多人操作，所以每個旅配備的數(shù)量少。蘇德戰(zhàn)爭末期每個203毫米重榴彈炮旅下轄4個炮兵營，每個營下轄3個炮兵連，每個連配備3門炮，一個203毫米重榴彈炮旅有36門榴彈炮。

裝備M-43型160毫米重迫擊炮的炮兵旅，其編制與配備122毫米、152毫米的炮兵旅一樣，也下轄4個炮兵營，每個營下轄4個炮兵連，每個連配備4門迫擊炮，全旅共有64門160毫米重迫擊炮。

蘇軍炮兵師下轄的火箭炮旅編制與其他旅不一樣，這種旅配備M-31-12型300毫米火箭炮，他們的編制比較松散，往往根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢改變數(shù)量。

蘇德戰(zhàn)爭末期的蘇軍炮兵師，編制人數(shù)大約在1.2萬人左右，裝備228門各式火炮和數(shù)量不等的火箭炮，作戰(zhàn)時，上級單位還會根據(jù)戰(zhàn)場情況，抽調運輸部隊進行支援。