Na początku lat 60. BS-3 nadal stanowiła skuteczny oręż, ale wkrótce okazało się, że nawet podkalibrowe pociski były nieskuteczne wobec takich czołgów jak M48A2, M60 czy Chieftain. Sytuację ratowały pociski kumulacyjne które były w stanie przebić pancerze tych wozów. Do pojawienia się w latach 60. nowych armat gładkolufowych, BS-3 i jej czołgowy odpowiednik D-10 stanowiły podstawę obrony przeciwpancernej Armii Radzieckiej. W latach 80. przystosowano armaty BS-3 do wystrzeliwania rakiet 9M117 kompleksu Bastion mogący z odległości 4000 metrów zwalczać pojazdy osłonięte 550-milimetrowym pancerzem.
Armata BS-3 była używana w ZSRR aż do jego rozpadu w 1991 roku, a później w wielu krajach WNP. Prócz tego wiele egzemplarzy wyeksportowano do krajów Układu Warszawskiego (także Polski) i państw bliskowschodnich oraz afrykańskich, gdzie też wielokrotnie były użyte bojowo. W Egipcie, wykorzystując działo BS-3 i podwozie czołgu T-34, opracowano samobieżne działo przeciwpancerne T-100.
Obecnie działo BS-3 zostało wycofane z uzbrojenia przez większość użytkowników.
BS-3 w Wojsku Polskim
W 1949 podjęto decyzję o zakupie w ZSRR armat BS-3. W latach 1947–1955 zakupiono łącznie 78 tego typu armat.