Для борьбы с кораблями пушка 21К была слишком слаба. Так, в ходе войны с Финляндией наши подводные лодки типа «Щука» выпустили по несколько десятков 45-мм снарядов в неподвижные торговые суда водоизмещением 500—2000 т, а те упорно не желали тонуть.
Установки 21К не имели даже щитов и не годились для мониторов. Их устанавливали на сторожевых катерах МО-2, МО-4 и других, а также на канонерских лодках, переделанных из колесных пароходов, и на вспомогательных судах речных флотилий. Для мониторов же были спроектированы одноорудийная 45-мм башня 40К и двухорудийная башня 41К. Обе башни допускали зенитную стрельбу, эффективность которой оставляла желать лучшего. Опытная установка 41К прошла полигонные испытания 25—26 августа 1937 г. на мониторе Днепровской флотилии «Мартынов».
В результате монитор «Ударный» был введен в состав Днепровской флотилии 1 июня 1934 г. вообще без зенитного вооружения, а две 45-мм установки 41К он получил лишь в ходе модернизации в 1939 г. Тогда же на мониторе заменили германские дизели МАН на дизели Коломенского завода 38-КР-8.
В 1933—1935 гг. на киевской верфи «Ленинская Кузница» был построен монитор «Активный». Он строился для Днепровской флотилии, но из-за осложнения ситуации на Дальнем Востоке был в разобранном виде перевезен по железной дороге в Хабаровск. Там на заводе им. С.М. Кирова монитор был собран, спущен на воду и вошел в состав Амурской флотилии.
Опыт постройки мониторов «Ударный» и «Активный» был учтен КБ завода «Ленинская кузница» (№ 300) при проектировании и строительстве семи мониторов проекта СБ-37 типа «Железняков» для Днепровской флотилии. Руководил работами по строительству мониторов М.М. Бойко.
Плоскодонный корпус мониторов на всем протяжении имел прямые вертикальные борта и туннельную корму, заканчивающуюся транцем. Высота борта (2,1 м) по всей длине была одинаковой, вследствие чего палуба в диаметральной плоскости имела продольную прогибь, снижаясь от цилиндрической части к оконечностям.
Ширина броневого пояса корпуса составляла 1,8 м в середине, 1,6 м в носу и 0,95 м в корме. Толщина брони (от 3 до 40 мм) выбиралась в зависимости от важности защиты отдельных помещений. Палубная броня толщиной 16 мм было только над погребами боезапаса вокруг башни, а в остальной части — 4 мм.
Главный калибр мониторов типа «Железняков» состоял из двухорудийной 102-мм башенной установки МК-2-4. Качающаяся часть орудия Б-18 была создана на базе 102-мм корабельной пушки образца 1912 г., при этом длина ствола орудия была уменьшена с 60 до 45 калибров. Соответственно, изменилась и баллистика. Фугасный снаряд образца 1915 г. весом 17,5 кг имел начальную скорость 755 м/с и дальность 16,5 км.
Артиллерийскую башню проектировщики сделали в плане девятиугольной с круговым обстрелом и углами возвышения орудий 60°. Башня вращалась вокруг 750-мм стальной трубы, служившей основанием для боевой рубки и мачты.
По первоначальному техническому проекту мониторы Должны были иметь две 45-мм одноорудийные башни 40К.
Однако ко времени вступления их в строй (декабрь 1936 г.) башни 40К готовы не были, и первое время мониторы ходили без них.
В 1938—1941 гг. на вооружение мониторов поступают новые 45-мм двухорудийные башни 41К. Башни 40К и 41К специально были сделаны взаимозаменяемыми и часто менялись местами. К примеру, монитор «Железняков» вначале имел две башни 40К, в войну были одна башня 40К и одна башня 41К, а сейчас на постаменте в Киеве «Железняков» стоит с двумя башнями 41К.
Полномасштабные работы по созданию зенитных автоматов начались к концу 30-х годов. В 1939 г. был принят на вооружение 37-мм армейский автомат 61 К, созданный на базе автомата «Бофорс». Схема автомата имела множество неустранимых конструктивных недостатков. Рабочая скорострельность его была мала, всего 120 выстрелов в минуту. Тем не менее, как говорят французы, «за неимением лучшего спят с женой».
На базе армейской 37-мм зенитной установки 61К была создана и корабельная установка 70К, принятая на вооружение в 1940 г. Причем, если с воздушным охлаждением армейского автомата 61К можно как-то согласиться из-за весовых ограничений, вероятности остаться без воды на поле боя и т.д., то в корабельной установке применение воздушного охлаждения было если не вредительством, то, по крайней мере, полной нелепостью. Ствол автомата быстро нагревался, и установка выходила из строя. Между тем увеличение веса автомата на несколько килограммов за счет введения водяного охлаждения не было критическим для корабельной установки, а воды за бортом тоже хватало. Лишь в 1946 г. была принята 37-мм спаренная установка В-11 с водяным охлаждением.