Артиллерийская система Д-20 была создана советскими конструкторами-оружейниками в 1955 году и получила индекс Главного Артиллерийского управления 52-П-546. Орудие создавалось в послевоенные годы в ОКБ-9 под руководством Ф.Ф. Петрова. Новая артиллерийская система должна была заменить аналогичное оружие МЛ-20 образца 1937 года, участвовавшее в ходе Второй мировой войны.