До начала поступления в войска новых 76-мм пушек образца 1936 года и образца 1939 года, 76-мм пушки образца 1910/30 годов составляли основу советской дивизионной пушечной артиллерии (также на вооружении находились 76-мм дивизионные пушки обр. 1933 г., но их выпуск ограничился малой серией). Орудия этого типа принимали активное участие во многих предвоенных вооружённых конфликтах с участием СССР — в боях у озера Хасан, на реке Халхин-Гол, в советско-финской войне. Потери пушек в этих боях были относительно невелики — так, в ходе боёв на Халхин-Голе было потеряно 11 пушек образца 1902/30 годов, в том числе 2 пушки безвозвратно, финские войска захватили в качестве трофеев Зимней войны 32 пушки этого типа. На момент начала Великой Отечественной войны в войсках находилось, по разным данным, 4356 или 2411 76-мм дивизионных пушек обр. 1902/30 гг. Для сравнения на тот же момент в Красной армии насчитывалось 2844 76-мм пушек образца 1936 года и 1179 76-мм пушек образца 1939 года. В западных военных округах находились 1164 пушки образца 1902/30 годов, 2300 пушек образца 1936 года и 256 пушек образца 1939 года. В 1941—1942 годах эти орудия часто встречались в войсках, позднее из-за больших потерь и массового поступления в войска новых дивизионных орудий УСВ-БР (модификация военного времени пушки образца 1939 года) и ЗИС-3 пушки образца 1902/30 годов применялись ограниченно. Имеются сведения об использовании 76-мм дивизионных пушек обр. 1902/30 гг. с длиной ствола в 30 калибров в качестве полковых орудий.