Тем временем руководство ГАУ РККА, недовольное медленным внедрением пушки Ф-22, еще в апреле 1938 г. снова поставило вопрос о снятии ее с производства и заменой новым 76-мм орудием, разработанным на Кировском заводе конструктором Махановым. Но Грабин и тут не растерялся. Понимая, что времени на создание нового «чудо-орудия» нет, он решил просто усовершенствовать Ф-22, выдав ее модернизированный вариант за новую дивизионную пушку. И его авантюра снова удалась!
При личном вмешательстве Сталина грабинское КБ и завод № 92 получили разрешение на проектирование и постройку «новой» пушки на конкурсной основе с Кировским заводом. По всей вероятности, подобная состязательность целенаправленно насаждалась вождем с целью ускорить внедрение в производство новых орудий и выявить наиболее удачные, на его взгляд, образцы. Впрочем, в пушках «вождь и учитель» ничего не понимал, посему главное было произвести на него внешний эффект.
Так или иначе, в мае 1938 г. началось проектирование орудия Ф-22УСВ, причем требование приспособить систему для зенитного огня больше не выдвигалось. По замыслу конструктора эта пушка должна была в значительной степени унифицироваться с Ф-22, и в ее конструкции предусматривалось сокращение количества дорогостоящих деталей, изготовленных из цветных металлов и легированных сортов стали.
Проектирование орудия велось по-стахановски в очень сжатые сроки, уж очень боялся Грабин проиграть «кировцам». Было применено совмещение процессов конструктивно-технологической разработки и деталировки, впервые была даже пропущена фаза эскизного проекта. Техническую документацию закончили в августе, а в ноябре цеха получили первые задания по изготовлению деталей для опытных образцов. При этом степень унификации Ф-22УСВ с Ф-22 достигала 50 %, что должно было упростить внедрение орудия в производство.
Впервые предусматривалось широкое применение полых деталей, вместо специальных штампованных колес на эту пушку установили автомобильные от грузовика ЗИС-5. После выстрела в Ф-22 часто происходило заклинивание гильзы. Сам Грабин объяснял это использованием французских снарядов времен Первой мировой войны, но, согласно архивным документам, причина была в плохом качестве снарядов отечественного производства: кривые донья, корпуса гильз и т. п. Поэтому, чтобы исключить заклинивание в конструкцию затвора был введен механизм принудительного экстрактирования стреляной гильзы.