В конце 1920-х годов Управление вооружений морских сил (УВМС) заказало заводу «Большевик» новую 130-мм пушку под индексом Б-13. В ноябре 1929 года КБ завода представило эскизный проект орудия с длиной ствола 45 калибров. Благодаря увеличению давления в канале ствола с 2750 до 3150 кг/см², баллистические данные новой пушки совпадали с данными пушки образца 1913 года, а меньшая длина ствола позволяла устанавливать Б-13 на подводных лодках типа П. Проект предусматривал следующие характеристики орудия: гильзовое заряжание, полуавтоматический горизонтальный клиновой затвор, гидропневматический досылатель броскового типа и ручную досылку заряда в гильзе.
23 января 1930 года проект получил одобрение УВМС на условии внесения некоторых изменений: увеличения скорострельности до 14 выстрелов в минуту, замена ручных приводов наведения электрическими и т. д. Доработка проекта, чертежей и изготовление опытного образца должны были быть завершены к началу марта 1932 года.
27 февраля 1932 года начальник вооружений РККА М. Н. Тухачевский утвердил Программу артиллерийского вооружения морских сил РККА, а которую была включена 130/45 артустановка в двух вариантах: для подводных лодок (с углом возвышения до +30°) и для надводных кораблей (с углом возвышения до +45°).
19 мая 1932 года УВМС скорректировал тактико-техническое задание, выданное заводу. В связи с изменением проекта подводной лодки, на которую планировалось ставить орудия, и слишком высоким давлением в стволе длину ствола увеличили до 50 калибров. Кроме того, по финансовым причинам командование флота потребовало вернуться к картузному заряжанию, поршневому затвору системы Виккерс и ручным приводам наведения.
Изготовление опытного образца Б-13 было завершено лишь в начале 1934 года. Начавшиеся 8 апреля 1934 года заводские испытания выявили ряд дефектов: досылатель не отработан, низкая скорострельность (10 выстрелов в минуту), малая живучесть (130—150 выстрелов), сложная, часто выходившая из строя автоматика и образец вернули на завод для доработки. Испытания возобновили в апреле 1935 года и, несмотря на недоделки, в мае 1935 года запустили орудия в серию, а в декабре 1935 официально приняли на вооружение.
Наиболее серьёзным дефектом было то, что высокое давление в канале ствола привело к уменьшению живучести стволов до 130 выстрелов. Проблему увеличения живучести ствола поставили сразу перед несколькими КБ и НИИ. Решение было найдено в виде применения лейнированного ствола. Однако рассогласование в работе научных организаций привело к тому, что в серию пошли лейнеры с двумя разными видами нарезов: система, разработанная Артиллерийским научно-исследовательским морским институтом (44 нареза глубиной 1,95 мм), и система, разработанная в НИИ-13 (40 нарезов глубиной 2,7 мм).