Станом на червень 1941 року, всього в РККА було 37 гармат Бр-2 (за іншими даними — 38 гармат), у військах ж знаходилося 28 гармат, які входили до складу одного важкого гарматного полку РВГК і двох окремих батарей (останні перебували в Архангельському військовому окрузі для використання в цілях берегової оборони). Інші перебували на складах і полігонах, в основному це були гармати з дрібною нарізкою і дослідні гармати. Про бойове застосування гармат Бр-2 відомо дуже мало, зокрема, є відомості про їх використання в Курській битві. Також ці гармата були в артилерійській групі 8-ї гвардійської армії у квітні 1945 року, гармати використовувалися для ураження цілей на Зеєловських висотах у ході Берлінської наступальної операції. У 1944 році було здійснено 9,9 тис. пострілів з Бр-2 (на Ленінградському (7,1 тис. пострілів), 1-му Прибалтійському і 2-му Білоруському фронтах), в 1945 році — 3036 пострілів, в 1942 і 1943 роках витрата снарядів даних гарма не фіксувалась. Ймовірно, у Другій Світовій війні гармати цього типу втрат не мали, оскільки до 1 травня 1945 року в частинах РВГК значилося їх стільки ж, скільки їх було на початок війни — 28. Даний факт пов'язаний з дуже обережним використанням гармат великої потужності, а також їх своєчасною евакуацією в 1941 році із західних районів країни в тил.