Организация частей противотанковой артиллерии Красной армии до войны не отличалась разнообразием. До осени 1940 года противотанковые орудия входили в состав стрелковых, горно-стрелковых, мотострелковых, моторизованных и кавалерийских батальонов, полков и дивизий. Противотанковые батареи, взводы и дивизионы были, таким образом, вкраплены в организационную структуру соединений, являясь их неотъемлемой частью. Стрелковый батальон стрелкового полка довоенного штата № 04/401 имел взвод 45-мм орудий (две пушки). Стрелковый полк штата № 04/401 и мотострелковый полк штата № 05/86 имели батарею 45-мм пушек (шесть орудий). В первом случае средством тяги были лошади, во втором — специализированные гусеничные бронированные тягачи «Комсомолец». В состав стрелковой дивизии штата № 04/400 и моторизованной дивизии штата № 05/70 входил отдельный противотанковый дивизион из восемнадцати 45-мм пушек. Что интересно, противотанковая часть дивизионного подчинения имела механическую тягу как в случае стрелковой, так и в случае моторизованной дивизии. Средством тяги были все те же «Комсомольцы». Моторизованная противотанковая часть должна была обеспечить командиру дивизии возможность быстро выдвигать средства борьбы с танками на опасное направление. Впервые противотанковый дивизион был введен в штат советской стрелковой дивизии в 1938 году.
Однако маневр противотанковыми орудиями был возможен в тот период только внутри дивизии, а не в масштабах корпуса или армии. Командование имело весьма ограниченные возможности по усилению противотанковой обороны на танкоопасных направлениях. Дивизия, занимающая фронт на танконедоступной местности, и дивизия на направлении вероятного удара танков противника имели одинаковое количество противотанковых орудий. В том и другом случае в распоряжении командира соединения были только 54 штатные 45-мм пушки. На танконедоступной местности они были избыточны, а на опасном участке недостаточны. Усиление противотанковой обороны могло быть произведено за счет артиллерии, формально не являющейся противотанковой — зенитных и корпусных орудий. Характерной чертой предвоенной противотанковой артиллерии Красной армии также было отсутствие противотанковых орудий в танковой дивизии.
Первая попытка дать в руки командования средство качественного усиления противотанковой обороны последовала в 1940 году. Изучая опыт боевого применения танковых войск Германии в 1939-1940 годах, советские военные теоретики пришли к выводу о необходимости качественного и количественного усиления противотанковой обороны. Опытной организационной формой стал пушечный артполк резерва Главного командования, вооруженный 76-мм дивизионными пушками Ф-22 и 85-мм зенитными пушками. 14 октября 1940 года Нарком обороны СССР обратился в СНК СССР и ЦК ВКП (б) с предложением по новым организационным мероприятиям в Красной армии в первой половине 1941 года. В числе прочего предлагалось:
«Сформировать 20 пулеметно-артиллерийских моторизованных бригад, имеющих мощное пушечное и пулеметное вооружение, предназначенных для борьбы и противодействия танковым и механизированным войскам противника. Дислокацию бригад иметь:
а). ЛВО — 5 бригад,
б). ПрибОВО — 4 бригады,
в). ЗапОВО — 3 бригады,
г). КОВО — 5 бригад,
д). ЗабВО — 1 бригада,
е). ДВФ — 2 бригады…».
Предложение о формировании бригад было получено 4 ноября 1941 года. Предполагалось сформировать их к 1 января 1942 года. Наименование «пулеметно-артиллерийская» было при формировании опущено и бригады формировались как моторизованные. Всего в бригаде предполагалось иметь: 6199 человек, 17 танков Т-26, 19 бронемашин, пушек: 45-мм противотанковых — 30, 76-мм Ф-22-42, 37-мм автоматических зенитных — 12, 76-мм или 85-мм зенитных — 36. Введение в штат бригады 17 Т-26 в каком-то смысле опережало время: возрастание роли танков как средства борьбы с себе подобными имело место уже к концу Второй мировой войны.
Однако первый опыт создания противотанкового соединения РГК был признан неудачным. В феврале — марте 1941 года два десятка бригад были расформированы. Последним перед войной мероприятием по формированию противотанковых бригад стало последовавшее 23 апреля 1941 года постановление ЦК ВКП(б) и СНК СССР № 1112-459сс «О новых формированиях в составе Красной армии». По этому постановлению к 1 июня 1941 года предполагалось сформировать десять противотанковых артиллерийских бригад РГК. По штату в каждой бригаде должно было быть сорок восемь 76-мм пушек, сорок восемь 85-мм зенитных пушек, двадцать четыре 107-мм пушки, шестнадцать 37-мм зенитных пушек. Штатная численность бригады составляла 5322 человека. К началу войны формирование бригад не было завершено. Большинство из них не имело положенных по штату автомашин, тягачей и другой техники. 107-мм орудия М-60 повсеместно заменялись на 85-мм зенитки. В мае 1941 года фактический статус противотанкового соединения получили неукомплектованные танками механизированные корпуса. Вместо танков они получали 76-мм дивизионные пушки и должны были стать подвижным средством борьбы с бронетехникой противника.