17 апреля 1957 года Совет Министров принимает Постановление № 426-211 о разработке новых скорострельных ЗСУ «Шилка» и «Енисей» с радиолокационными системами наведения. Это был наш ответ на принятие на вооружение М42А1.

«Шилка» разрабатывалась для обеспечения ПВО мотострелковых полков для поражения целей на высотах до 1500 м.

ЗСУ «Шилка» предназначалась на замену в мотострелковых полках и воздушно-десантных дивизиях 14,5-мм счетверенных зенитных пулеметных установок ЗПУ-4 и 37-мм пушек 61-К (обр.1939 г.).

Корпус сварной, состоит из носовой части, бортов, кормовой части, днища и крыши.

Корпус разделен на отделение управления — в носовой части, боевое отделение — посередине, где установлена башня, и силовое отделение — в кормовой части. Между отделениями имелись перегородки, которыми являлись передняя и задняя опоры башни.

На ЗСУ установлен дизель типа 8Д6, которому заводом-изготовителем в комплектации для установки на машину ГМ-575 дано обозначение В-6Р. На машинах, изготовляемых с 1969 года, устанавливался двигатель В-6Р-1, имевший небольшие конструктивные изменения по сравнению с В-6Р.

Силовая передача ГМ-575 механическая со ступенчатым изменением передаточных чисел, расположена в кормовой части. Редуктор силовой передачи одноступенчатый, с передаточным отношением 1,235. Главный фрикцион многодисковый, сухого трения. Диски стальные: ведущих — 5, ведомых — б. Привод управления главным фрикционом — механический, от педали на месте водителя. Коробка передач механическая трехходовая, пятискоростная с синхронизаторами на II, III, IV и V передачах.

Механизмы поворота планетарные, двухступенчатые, с блокировочными фрикционами. Бортовые передачи одноступенчатые с цилиндрическими шестернями, передаточные отношения 4,778.

Гусеничный движитель машины состоит из двух ведущих колес, двух направляющих колес с механизмом натяжения гусениц, двух гусеничных цепей и двенадцати опорных катков.

ЗСУ-23-4 «Шилка» начали поступать в войска в начале 1965 года и к началу 70-х годов полностью вытеснили ЗСУ-57-2 из развернутых войск. Первоначально в танковом полку по штату был дивизион «Шилок», который состоял из двух батарей по четыре ЗСУ. В конце 60-х годов часто бывало, что в одном дивизионе была одна батарея ЗСУ-23-4 и одна батарея ЗСУ-57-2.

Позже мотострелковые и танковые полки получили типовую зенитную батарею, состоявшую из двух взводов. Один взвод имел четыре ЗСУ «Шилка», а другой взвод — четыре боевых машины ЗРК «Стрела-1» (а затем ЗРК «Стрела-10»),

Эксплуатация «Шилки» показала, что РПК-2 хорошо работает в условиях применения пассивных помех. Активных помех «Шилке» на наших учениях практически не ставили, так как у нас не было средств радиопротиводействия на рабочих частотах «Шилки» (по крайней мере в 70-х годах).

Первая модернизация «Шилки» была проведена в 1968-1969 гг. В ходе нее была повышена надежность эксплуатации установки, улучшились условия обитания для расчета, был увеличен ресурс газотурбинного агрегата с 300 до 450 часов. Для удобства наведения РЛС сопровождения для визуально обнаруженную цель был введен командирский прибор наведения. Модифицированная установка получила индекс ЗСУ-23-4В.

В 1970-1971 гг. был модернизирован счетно-решающий прибор. Это позволило повысить точность и эффективность-стрельбы, а также надежность автосопровождения цели при увеличении скорости движения установки с 20 до 40 км/ч. Повысилась надежность работы РЛС. Вновь был увеличен ресурс газотурбинного агрегата с 450 до 600 часов. После второй модернизации установка получила индекс ЗСУ-23-4В1.

В октябре 1967 года вышло Постановление СМ о более серьезной модернизации «Шилки». Важнейшей частью модернизации была переделка автоматов 2А7 и пушки 2А10 в целом. Цель модернизации заключалась в повышении надежности и стабильности работы комплекса, повышении живучести деталей пушки и сокращении времени на техническое обслуживание.

В процессе модернизации пневмозаряд-ка автоматов 2А7 была заменена пирозаряд-кой. Это позволило исключить из конструкции пушки 2А10 ненадежно работавший компрессор и ряд других узлов.

При модернизации 2А7 сварной вариант трубки отвода охлаждающей жидкости был заменен гибким трубопроводом, что позволило увеличить ресурс ствола с 3500 до 4500 выстрелов.

В 1973 году модернизированная ЗСУ-23-4М была принята на вооружение вместе с автоматом 2А7М и пушкой 2А10М. ЗСУ-23-4М имела заводское обозначение «Бирюса», но ее по-прежнему в войсках называли «Шилкой».

В 1977 - 1978 гг. установка получила радиозапросчик «Лук» - систему опознавания самолетов «свой-чужой». Эта ЗСУ получила индекс ЗСУ-23-4МЗ.

В 1978 - 1979 гг. была произведена модернизация ЗСУ «Шилка» для использования ее в горных условиях в Афганистане. Из установки был исключен РПК, за счет чего был увеличен боекомплект снарядов с 2000 до 3000 штук, введена аппаратура ночного видения для стрельбы ночью по наземным целям.

В 90-х годах «Шилка» прошла последнюю модернизацию.