Работы по инженерной подготовке позиции были выполнены за месяц. К ним привлекалось 600 военных строителей-железнодорожников, 1000 рабочих организации «Тодт», кроме того, было мобилизовано 1500 местных жителей и некоторое количество военнопленных. Работы велись круглосуточно. Подготовка огневой позиции закончилась к июню 1942 года.
В месте развертывания орудия построили целую сортировочную станцию. Сюда в 43 вагонах первого поезда прибыли обслуживающий персонал, кухня и средства маскировки. В 16 вагонах второго поезда привезли монтажный кран и вспомогательное оборудование. В 17 вагонах третьего — доставили части самой пушки и мастерскую. Четвертый поезд в 20 вагонах перевез 400-тонный 32-метровый ствол и механизмы заряжания. В 10 вагонах пятого поезда, в которых поддерживался искусственный климат (постоянная температура — 15 °C), размещались снаряды и пороховые заряды.
После окончания подготовительных работ основные части установки были поданы на позицию, и началась ее сборка, продолжавшаяся неделю. При сборке применялись два специальных железнодорожных подъемных крана с дизельными двигателями мощностью по 1000 л.с.
Секретность работ обеспечивалась усиленной маскировкой, кроме того, весь район строительства был объявлен закрытой зоной, а в воздухе над ним постоянно патрулировали истребители из состава 8-го авиакорпуса генерала Рихтгоффена. В результате ни советской военной разведке, ни местным подпольщикам до самого окончания осады Севастополя так ничего и не удалось узнать о «Доре». При этом парадоксально выглядит тот факт, что среди местного населения активно ходили слухи о немецкой «Царь-пушке» с самыми различными подробностями.
Непосредственная охрана позиции возлагалась на караульную роту численностью 300 бойцов, а также большую группу военной полиции и специальную команду со сторожевыми собаками. От воздушных атак позицию «Доры», кроме истребителей, прикрывал усиленный артиллерийский дивизион ПВО численностью 400 человек, в него входила батарея 88-мм зенитных орудий и батарея 20-мм зенитных автоматов. Кроме того, имелось усиленное военно-химическое подразделение в составе 500 человек, предназначенное для постановки дымовой завесы в целях маскировки с воздуха. Общая численность личного состава, привлеченного к обслуживанию артиллерийской установки, составляла более 4000 человек.
Боевую работу «Дора» начала на рассвете 5 июня. Транспортер с орудием был выведен из выемки в холме на «усы», а несколько в стороне в воздух был поднят аэростат, предназначавшийся для корректировки стрельбы. В рассчитанной точке путей орудие вместе с транспортером при помощи домкратов было окончательно наведено на цель (в горизонтальной плоскости). Затем орудие зарядили и придали стволу угол возвышения 53°. После этого зарядные вагоны ушли в укрытие.
В 5 ч 35 мин прогремел первый выстрел. Он вызвал эффект небольшого землетрясения. Грохот при сгорании за 6 миллисекунд свыше 900 килограмм пороха и выталкивании 7-тонного снаряда был чудовищным. По свидетельству очевидцев, звуковой волной на станции Бахчисарай и прилегающих к ней строениях были выбиты стекла. Снаряд, проведя в полете 45 с, взорвался в районе цели № 1 — полевого склада боеприпасов 95-й дивизии (севернее станции Макензиевые горы). Следующие 7 выстрелов были произведены по береговой батарее № 16 (южнее поселка Любимовка). Еще 6 выстрелов были сделаны по зенитной батарее ПВО Черноморского флота № 365, последний из них прозвучал в 19 ч 58 мин.